Java 创建 List 和 Map 同时赋初值的 5 种方式

Posted 2022-06-10 福州-司马懿

一、最常见的初始化方式

先创建，再添加元素

List

从源码可以看出：

• List 的默认长度为10
• 递增后的长度为先前长度的 1.5 倍
• 最大长度是 Integer.MAX_VALUE，即 2,147,483,647 或 0x7f ff ff ff

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("str1");
list.add("str2");
list.add("str3");

当元素是静态对象时，可以使用静态代码块在初始化时进行赋值

private static List<String> static_list = new ArrayList<>();
static 
    static_list.add("str1");
    static_list.add("str2");
    static_list.add("str3");

Map

从源码可以看出：

• hashMap 的初始长度为 16
• 递增后的长度为之前的 2 倍
• 最大长度是 1<<30 - 1，即 1,073,741,824‬ - 8 或 0x40 00 00 00 - 1

Map<String, String> map = newHashMap<>();
map.put("key1", "value1");
map.put("key2", "value2");
map.put("key3", "value3");

当元素是静态对象时，可以使用静态代码块在初始化时进行赋值

private static Map<String, String> static_map = new HashMap<>();
static 
    static_map.put("key1", "value1");
    static_map.put("key2", "value2");
    static_map.put("key3", "value3");

二、使用双花括号在初始化的同时赋值

外层的 定义了一个匿名内部类。内层的 定义了一个实例初始化代码块。这个代码块在初始化内部类时执行。所以这里相当于定义了一个匿名内部类，并使用 add 添加元素来初始化。

但这种方式有几个缺点：

1. 使用匿名内部类，会有效率上的损失。当然在大多数情况下，这点效率都是可接受的。
2. 静态内部类持有所在外部类的引用。如果需要将 List 返回给到其他地方使用，可能造成内存泄漏。

List

List<String> list = new ArrayList<String>() 
 
        add("str1");
        add("str2");
        add("str3");
;

Map

Map<String, String> map = new HashMap<String, String>() 

        put("key1", "value1");
        put("key2", "value2");
        put("key3", "value3");
;

三、利用Arrays工具类

List

Arrays.asList使用了静态内部类，该类继承自 AbstractList，实现了 RandomAccess，内部使用了一个数组来存储元素。注意：内部定义的 ArrayList 并没有实现 List 接口，所以也不支持修改元素。

ArrayList(E[] array) 
	a = Objects.requireNonNull(array);

public static <T> List<T> asList(T... a) 
    return new ArrayList<>(a);

查看源码可以发现，虽然 Arrays 和 ArrayList 都是在 java.utils 包下，但它们创建的 ArrayList 确是两个同名，但不同的东西。

Arrays 中声明了一个ArrayList 的内部类，但是该类不支持增删元素，如果使用了诸如 add 方法，在编译时不会报错，但运行时会报 UnsupportedOperationException

由于 Arrays 的 asList 方法使用了 “变长参数列表”，因此即使直接使用多个字符串作为参数，在编译时也会被自动装包成数组。

List<String> list1 = Arrays.asList(new String[] "str1 ", "str2", "str3");

List<String> list2 = Arrays.asList("str1 ", "str2", "str3");

四、利用Lists工具类

List

List 工具类提供了一个 newArrayList 的静态方法，从源码可以看出，newArrayList 实际只是对 ArrayList 无参初始化方法的封装，然后通过遍历迭代器 Iterator，将迭代器中的所有元素加入 List 而已

public static <E> ArrayList<E> newArrayList(final Iterator<? extends E> iterator) 
	final ArrayList<E> list = newArrayList();
	Iterators.addAll(list, iterator);
	return list;

public static <E> ArrayList<E> newArrayList() 
	return new ArrayList<>();

public static <T> boolean addAll(final Collection<T> collection, final Iterator<? extends T> iterator) 
	Objects.requireNonNull(collection);
	Objects.requireNonNull(iterator);
	boolean wasModified = false;
	while (iterator.hasNext()) 
	    wasModified |= collection.add(iterator.next());
	
	return wasModified;

Lists 提供了两个方法：一个是创建一个空列表；一个是创建空列表的同时遍历迭代器，将它的值添加到列表中。

List<String> list = Lists.newArrayList();
list1.add("str1");
list1.add("str2");
list1.add("str3");

注意：这里并不能用双花括号表达式直接添加元素

List<String> list = Lists.newArrayList(list.iterator());

五、利用Collections工具类

List

创建一个固定长度的 CopiesList，List 长度不能改变，且元素都一样，且也是不可改变的。Java在实现时，仅使用了一个空间，用来存存放元素，当N足够大时，可以节省空间和性能。

同样，和 Arrays 创建的 List 一样，都没有实现 List 接口，因此使用add方法，同样会在编译时报错java.lang.UnsupportedOperationException

CopiesList<String> list1 = Collections.nCopies(5, "str");

此外，Collections 还提供了一个为 List 一次性添加所有元素的方法，弥补了原先 List 只能添加 Collections，而不支持数组的缺憾。

List<String> list2 = new ArrayList<>();
Collections.addAll(list1, new String[]"str1", "str2", "str3");
Collections.addAll(list1, "str4", "str5", "str6");

六、流式转化

流是 Java8 的新特性，提供了一种类似 SQL 语句从数据库中查询数据的方式，通过封装好的函数和链式调用，高阶抽象并简化操作。

它可以对传入流内部的元素进行筛选、排序、聚合等中间操作（intermediate operate），最后由最终操作（terminal operation）得到前面处理的结果。

通过静态的 Stream.of 方法接收元素，然后通过 collect 方法处理得到最终结果。

List

List<String> list1 = Stream.of("str1", "str2", "str3").collect(Collectors.toList());

Map

Collectors.toMap() 知识点：

• Java 8 中我们可以通过 :: 关键字来访问类的构造方法，对象方法，静态方法。
• Java8 允许在接口中加入具体方法，接口中的具体方法有两种，default 方法和 static 方法，identity () 就是 Function 接口的一个静态方法。Function.identity() 是一个返回一个跟输入一样的 Lambda 表达式对象，形式为 t -> t 。
  
• 第三个参数是合并函数，如果不指定 mergeFunction，当存在两个 key 相同的元素时，会报 java.lang.IllegalStateException: Duplicate key g1 at java.util.stream.Collectors.lambda$throwingMerger 错误。
  1. key相同时当前值替换原始值
     (oldVal, currVal) -> currVal
  2. key相同时保留原始值
     (oldVal, currVal) -> oldVal

Test.java

Map<String, Book> map = books.stream()
	.sorted(Comparator.comparing(Book::getISBN))
	.collect(Collectors.toMap(Book::getISBN, Function.identity(), (oldVal, currVal) -> oldVal));

Book.java

public class Book 
    public String name;
    public String author;
    public float price;
    public String ISBN;

    public Book(String name, String author, float price, String ISBN) 
        this.name = name;
        this.author = author;
        this.price = price;
        this.ISBN = ISBN;
    

    public String getAuthor() 
        return author;
    

    public void setAuthor(String author) 
        this.author = author;
    

    public String getName() 
        return name;
    

    public void setName(String name) 
        this.name = name;
    

    public float getPrice() 
        return price;
    

    public void setPrice(float price) 
        this.price = price;
    

    public String getISBN() 
        return ISBN;
    

    public void setISBN(String ISBN) 
        this.ISBN = ISBN;