当我们创建空的不可变列表/集合/映射时，是否有任何实际的应用程序/用例

Posted 2021-05-05

Java 9提供了一种创建Empty immutable List，set和Map的方法。

List list = List.of(); 
Set set = Set.of(); 
Map map = Map.of();

但是我无法理解创建空的不可变列表/集合/映射的实际用例是什么。

请帮助我理解一个空的不可变列表/ set / map的实际用例。

答案

在Java 9之前，有Collections.emptyList()，Collections.emptySet()和Collections.emptyMap()，它们明确地且专门用于生成不可修改的空集合。 List.of()等也可以这样做是他们的API的内部一致性问题，而不是革命性的新功能。

但你的主要问题似乎是

请帮助我理解一个空的不可变列表/ set / map的实际用例。

这真的有三个问题：

1. 空集合的用例有哪些？ 空集合很有用，因为它们是现实世界数据和算法中出现的情况的自然表示。例如，“到目前为止哪些乘客已经办理登机手续？”什么都没有。哪些任务等待发送？我可以无休止地继续下去。
2. 不可修改的集合有哪些用例？ 可以传递对不可修改集合的引用，而不用担心集合将被修改（无论如何通过该引用）。请注意，假设不可修改性得到适当记录，共享该对象的所有参与者都可以依赖它来不改变。除此之外，这对于安全地共享集合（和其他不可修改的对象）而不复制它们非常重要。
3. 那些用例是什么用例？ 空集合在现实世界的数据和算法中自然出现，因此大多数用于不可修改集合的用例都包含空集合。

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此外，您没有问过，但可能忽略了这一点，虽然您无法将对象添加到不可修改的空集合中，但您可以将其替换为非空集合，或者在下次提供非空集合时使用，或者类似。

另一答案

想象一下应该对这些集合进行操作的常规数学运算。就像计算列表的交集一样。结果可以为空，在这种情况下，如果结果应该是不可变的，那么这个方法会很有用。

public List<E> intersectLists(List<E> first, List<E> second) {
    // If one is empty, return empty list
    if (first.isEmpty() || second.isEmpty()) {
        // Before Java 9: return Collections.emptyList();
        return List.of();
    }

    // Compute intersection
    ...
}

当您通过getter公开内部数据结构但不希望调用者能够操作集合时，通常会使用不可变集合。

类似的变体是不可修改的集合。如果您直接引用位于包装器下方的可变集合，则可以对这些进行操作。通过这种方式，您可以强制用户使用您指定的方法进行操作。

public Graph {
    private List<Node> nodes;

    // Other stuff
    ...

    public List<Node> getNodes() {
        // Wrap container to make list unmodifiable
        return Collections.unmodifiableList(nodes);
    }

    // User should use designated methods to manipulate instead
    public void addNode(Node node) { ... }
    public void removeNode(Node node) { ... }
}

另一答案

每当类暴露内部集合（通过公共属性，getter等）时，它必须复制整个集合或公开不可变集合，以避免调用者操纵内部数据结构。

例如，你可以有一些在内部使用但也通过getter公开的整数列表。由于列表不经常更新但经常读取，因此您决定使内部列表不可变（在每次更新时创建一个新列表）。这样你的getter就可以在不复制任何内容的情况下提交对内部列表的引用。现在，该列表迟早必须为空，需要一个空的不可变列表。