java代码（12） ---CollectionUtils工具类

Posted 2020-12-23 zhenbian

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CollectionUtils工具类

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CollectionUtils工具类是在apache下的，而不是springframework下的CollectionUtils

个人觉得在真实项目中CollectionUtils,可以使你的代码更加简洁和安全

下面我们就一起来探究一下

先从maven官方找到最新jar包如下：

 <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.commons/commons-collections4 -->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.commons</groupId>
            <artifactId>commons-collections4</artifactId>
            <version>4.4</version>
        </dependency>

一、API常用方法

 

 /**
         * 1、除非元素为null，否则向集合添加元素
         */
        CollectionUtils.addIgnoreNull(personList,null);
        /**
         * 2、将两个已排序的集合a和b合并为一个已排序的列表，以便保留元素的自然顺序
         */
        CollectionUtils.collate(Iterable<? extends O> a, Iterable<? extends O> b)
        /**
         * 3、将两个已排序的集合a和b合并到一个已排序的列表中，以便保留根据Comparator c的元素顺序。
         */
        CollectionUtils.collate(Iterable<? extends O> a, Iterable<? extends O> b, Comparator<? super O> c)
        /**
         * 4、返回该个集合中是否含有至少有一个元素
         */
        CollectionUtils.containsAny(Collection<?> coll1, T... coll2)
        /**
         * 5、如果参数是null，则返回不可变的空集合，否则返回参数本身。（很实用 ,最终返回List EMPTY_LIST = new EmptyList<>()）
         */
        CollectionUtils.emptyIfNull(Collection<T> collection)
        /**
         * 6、空安全检查指定的集合是否为空
         */
        CollectionUtils.isEmpty(Collection<?> coll)
        /**
         * 7、 空安全检查指定的集合是否为空。
         */
        CollectionUtils.isNotEmpty(Collection<?> coll)
        /**
         * 8、反转给定数组的顺序。
         */
        CollectionUtils.reverseArray(Object[] array);
        /**
         * 9、差集
         */
        CollectionUtils.subtract(Iterable<? extends O> a, Iterable<? extends O> b)
        /**
         * 10、并集
         */
        CollectionUtils.union(Iterable<? extends O> a, Iterable<? extends O> b)
        /**
         * 11、交集
         */
        CollectionUtils.intersection(Collection a, Collection b)
        /**
         *12、 交集的补集（析取）
         */
        CollectionUtils.disjunction(Collection a, Collection b)

二、非对象集合交、并、差处理

对于集合取交集、并集的处理其实有很多种方式，这里就介绍3种

• 第一种 是CollectionUtils工具类
• 第二种 是List自带方法
• 第三种 是JDK1.8 stream新特性

1、CollectionUtils工具类

下面对于基本数据（包括String）类型中的集合进行demo示例

 public static void main(String[] args) {
        String[] arrayA = new String[]{"1","2","3","4"};
        String[] arrayB = new String[]{"3","4","5","6"};

        List<String> listA = Arrays.asList(arrayA);
        List<String> listB = Arrays.asList(arrayB);
        //1、并集 union
        System.out.println(CollectionUtils.union(listA,listB));
        //输出：[1, 2, 3, 4, 5, 6]

        //2、交集intersection
        System.out.println(CollectionUtils.intersection(listA,listB));
        //输出：[3, 4]

        //3、交集的补集(析取)disjunction
        System.out.println(CollectionUtils.disjunction(listA,listB));
        //输出：[1, 2, 5, 6]

        //4、差集(扣除)
        System.out.println(CollectionUtils.subtract(listA,listB));
        //[1, 2]
    }

2、List自带方法

 public static void main(String[] args) {
        String[] arrayA = new String[]{"1","2","3","4"};
        String[] arrayB = new String[]{"3","4","5","6"};

        List<String> listA = Arrays.asList(arrayA);
        List<String> listB = Arrays.asList(arrayB);
        //1交集
        List<String> jiaoJiList = new ArrayList<>(listA);
        jiaoJiList.retainAll(listB);
        System.out.println(jiaoJiList);
        //输出：[3, 4]

        //2差集
        List<String> chaJiList = new ArrayList<>(listA);
        chaJiList.removeAll(listB);
        System.out.println(chaJiList);
        //输出：[1, 2]

        //3并集（先做差集在做添加所有）
        List<String> bingList = new ArrayList<>(listA);
        bingList.removeAll(listB);//[1,2]
        bingList.addAll(listB);//[3,4,5,6]
        System.out.println(bingList);
        //输出：[1, 2, 3, 4, 5, 6]
    }

注意：intersection和retainAll的差别

要注意的是它们返回类型是不一样的，intersection返回的是一个新的List集合，而retainAll返回是Bollean类型就说明retainAll方法是对原有集合进行处理再返回原有集合，会改变原有集合中的内容

1：从性能角度来考虑的话，List自带会高点，因为它不用再创建新的集合，2：需要注意的是，因为retainAll因为会改变原有集合，所以该集合需要多次使用就不适合用retainAll

注意：Arrays.asList将数据转集合不能进行add和remove操作

原因：调用Arrays.asList（）生产的List的add、remove方法时报异常，这是由Arrays.asList()返回的是Arrays的内部类ArrayList,而不是java.util.ArrayList.Arrays的内部类ArrayList和java.util.ArrayList都是继承AbstractList,remove,add

等方法AbstractList中是默认throw UnsupportedOperationException而且不做任何操作，java.util.ArrayList重新了这些方法而Arrays的内部类没有重新，所以会抛出异常

所以正确做法如下：

    String[] array = {"1","2","3"};
    List<String> list = Arrays.asList(array);
    List arrList = new ArrayList(list);
    arrList.add("4");

3、JDK1.8 stream新特性

public static void main(String[] args) {
        String[] arrayA=new String[]{"1","2","3","4"};
        String[] arrayB=new String[]{"3","4","5","6"};
        List<String> listA = Arrays.asList(arrayA);
        List<String> listB = Arrays.asList(arrayB);

        //交集
        List<String> intersection = listA.stream().filter(item -> listB.contains(item)).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(intersection);
        //输出：[3, 4]

        //并集（新建集合：1、是因为不影响原始集合，2、Arrays.asList不能add和remove操作）
        List<String> listAll = listA.parallelStream().collect(Collectors.toList());
        List<String> listAll2 = listB.parallelStream().collect(Collectors.toList());
        listAll.addAll(listAll2);
        System.out.println(listAll);
        //输出：[1, 2, 3, 4, 3, 4, 5, 6]

        //差集
        List<String> reduceList = listA.stream().filter(item -> !listB.contains(item)).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(reduceList);
        //输出：[1, 2]

        //去重并集
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>(listA);
        list.addAll(listB);
        List<String> listAllDistinct = list.stream().distinct().collect(Collectors.toList());
        System.out.println(listAllDistinct);
        //输出：[1, 2, 3, 4, 5, 6]
    }

总结：三种方式，第一种稍微好用一些，第二种还需要确定该集合是否被多次调用，第三种可读性不高

三、对象集合交、并、差处理

因为对象的equals比较是比较两个对象的内存地址，所以除非是同一对象，否则equals返回的永远是false

但实际开发中，业务系统中判断对象有时候需要的不是一种严格意义上的相等，而是业务上的对象相等，在这种情况下，原生的equals方法就不能满足我们的需求了，所以这个时候我们需要重写equals方法

说明：String为什么可以使用equals方法，只要字符串相等就为true，那是因为String类重写了equals和hashCode方法，比较的是值

1、Person对象

 public static void main(String[] args) {
       List<Person> personList = Lists.newArrayList();
        Person person1 = new Person("小小", 15);
        Person person2 = new Person("中中", 16);
       personList.add(person1);
       personList.add(person2);

        List<Person> person1List = Lists.newArrayList();
        Person person3 = new Person("中中", 16);
        Person person4 = new Person("大大", 17);
        person1List.add(person3);
        person1List.add(person4);
        /**
         * 1、差集
         */
        System.out.println(CollectionUtils.subtract(personList,person1List));
        //输出：[Person{name=‘小小‘, age=15}]

        /**
         * 2、交集
         */
        System.out.println(CollectionUtils.intersection(personList,person1List));
        //输出：[Person{name=‘中中‘, age=16}]

        /**
         * 3、并集
         */
        System.out.println(CollectionUtils.union(personList,person1List));
        //输出:[Person{name=‘小小‘, age=15}, Person{name=‘大大‘, age=17}, Person{name=‘中中‘, age=16}]

        /**
         * 4、交集的补集（析取）
         */
        System.out.println(CollectionUtils.disjunction(personList,person1List));
        //输出:[Person{name=‘小小‘, age=15}, Person{name=‘大大‘, age=17}]
    }

其他两种方式就不测了，因为都一样

四、为什么要重写equals方法一定要重写hashCode方法

1、源码

　　其实上面的Person类我可以只重写equals方法而不写hashCode方法，一样能达到上面的效果，但为什么建议写上呢？官方说法：对象的equals方法被重写，那么对象的hashCode的也尽量重写

重写equals方法就必须重写hashCode的方法的原因，从源头Object类讲起就更好理解了

先来看Object关于hashCode()和equals()的源码：

    public native int hashCode();
    
    public boolean equals(Object obj){
              return (this == obj);  
    }

光从代码中可以知道，hashCode方法是一个本地native方法，返回的是对象引用中存储对象的内存地址，而equals方法是利用==来比较也是对象的内存地址，从上面看出，hashCode方法和equals方法是一致的，还有最关键的一点

我们来Object类中关于hashCode方法的注释

    1.在java应用程序运行期间，在对同一对象多次调用hashCode方法时，必须一致地返回相同的整数，前提是将对象进行equals比较时所用的信息没有被修改。
    2.如果根据equals（Object）方法，两个对象是相等的，那么对这两个对象调用hashCode方法都必须生成相同的整数结果。
    3.如果根据equals（java.lang.Object）方法，两个对象不相等，那么对这两个对象中的任一对象上调用hashCode方法不 要求一定生成不同的整数结果，但是，我们应该意识到，为不相等的对象生成不同整数结果可以提高哈希表的性能

整理：hashCode和equals保持一致，如果equals方法返回true，那么两个对象的hashCode返回值必须一样，如果equals方法返回false，hashCode可以不一样，但是这样不利于哈希表的性能，一般我们也不要这样做

假设两个对象，重写了其equals方法，其相等条件是某属性相等，就返回true，如果不重写hashCode方法，其返回的依然是两个对象的内存地址值，必然不相等，这就出现了equals方法相等，但是hashCode不相等的情况，这不符合hashCode的规则

2、HashSet和Map集合类型

重写equals方法就必须重写hashCode方法主要是针对HashSet和Map集合类型，而对于List集合到没有什么影响

　　原因：在向HashSet集合中存入一个元素时，HashSet会调用该对象（存入对象）的hashCode方法来得到该对象的hashCode值，然后根据该hashCode值决定该对象在HashSet中存储的位置，简单的说：

HashSet集合判断两个元素相等的标准是：两个对象通过equals方法比较相等，并且两个对象hashCode方法返回值也相等，如果两个元素通过equals方法比较返回true，但是它们的hashCode方法返回值不同，HashSet会把它们存储在不同的位置，依然可以

添加成功

这就是问题所在：就是如果你只重写equals方法，而不重写hashCode，如果equals为true，而它们的hashCode方法返回值肯定不一样，因为它们都不是同一对象所以内存地址肯定不一样，所以它还是添加成功了，那么其实你写的equals方法根本没啥软用

3、代码示例

1、People类

　　重写equals方法，但并没有hashCode方法

public class People {
    private String name;
    private Integer age;

    public People(String name, Integer age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    /**
     * 重写equals方法
     * @param o
     * @return
     */
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        People people = (People) o;
        return Objects.equals(name, people.name) &&
                Objects.equals(age, people.age);
    }

    /**
     * 重写toString方法
     * @return
     */
    @Override
    public String toString() {
        return "People{" +
                "name=‘" + name + ‘‘‘ +
                ", age=" + age +
                ‘}‘;
    }
}

 public static void main(String[] args) {
        HashSet<People> hashSet = Sets.newHashSet();
        People people1 = new People("小小",3);
        People people2 = new People("中中",4);
        People people3 = new People("中中",4);
        People people4 = new People("大大",5);
        hashSet.add(people1);
        hashSet.add(people2);
        hashSet.add(people3);
        hashSet.add(people4);

        System.out.println(hashSet);
        //输出:[People{name=‘大大‘, age=5}, People{name=‘中中‘, age=4}, People{name=‘小小‘, age=3}, People{name=‘中中‘, age=4}]
    }

很明显，我重写equals方法，那么people2和people3的equals应该相同，所以不能放入HashSet，但它们的hashCode方法返回不同，所以导致同样能放入HashSet

重点：对于Set集合必须要同时重写这两个方法，要不然Set的特性就被破坏了