使用集合工厂方法创建和处理数据

创建不可变集合

Java SE 9 添加了一组工厂方法到 List 和 Set 接口，用于创建列表和集合。模式非常简单：只需调用 List.of() 或 Set.of() 静态方法，传递列表和集合的元素，就完成了。

List<String> stringList = List.of("one", "two", "three");
Set<String> stringSet = Set.of("one", "two", "three");

不过，有几点值得注意。

您得到的实现可能因您放入列表或集合中的元素数量而异。它们都不是 ArrayList 或 HashSet，因此您的代码不应依赖于此。
您得到的列表和集合都是不可变结构。您不能在其中添加或修改元素，也不能修改这些元素。如果这些结构的对象是可变的，您仍然可以修改它们。
这些结构不接受空值。如果您尝试在这样的列表或集合中添加一个 null 值，您将得到一个异常。
Set 接口不允许重复：这就是集合的意义所在。因为创建具有重复值的集合没有意义，所以假设编写这样的代码是一个错误。因此，如果您尝试这样做，您将得到一个异常。
您得到的实现是 Serializable。

这些 of() 方法通常被称为集合的便利工厂方法。

获取集合的不可变副本

继集合的便利工厂方法取得成功之后，Java SE 10 中添加了另一组便利方法，用于创建集合的不可变副本。

它们有两个：List.copyOf() 和 Set.copyOf()。它们都遵循相同的模式

Collection<String> strings = Arrays.asList("one", "two", "three");

List<String> list = List.copyOf(strings);
Set<String> set = Set.copyOf(strings);

在所有情况下，您需要复制的集合都不应为空，也不应包含任何空元素。如果此集合具有重复项，则在 Set.copyOf() 的情况下，只会保留其中一个元素。

您得到的返回值是作为参数传递的集合的不可变副本。因此，修改此集合不会反映在您作为副本得到的列表或集合中。

您得到的任何实现都不接受 null 值。如果您尝试复制包含 null 值的集合，您将得到一个 NullPointerException。

将数组包装在列表中

集合框架有一个名为 Arrays 的类，其中包含大约 200 个方法来处理数组。它们中的大多数是在数组上实现各种算法，例如排序、合并、搜索，在本节中不予介绍。

不过，有一个值得一提：Arrays.asList()。此方法将可变参数作为参数，并返回您传递的元素的 List，保留它们的顺序。此方法不是集合的便利工厂方法的一部分，但仍然非常有用。

此 List 充当数组的包装器，并以相同的方式运行，这可能一开始有点令人困惑。设置数组的大小后，您无法更改它。这意味着您无法向现有数组添加元素，也无法从中删除元素。您所能做的就是用另一个元素（可能是空值）替换现有元素。

通过调用 Arrays.asList() 获得的 List 正是如此。

如果您尝试添加或删除元素，您将得到一个 UnsupportedOperationException，无论您是直接这样做还是通过迭代器这样做。
替换现有元素是可以的。

因此，此列表不是不可变的，但对您如何更改它有限制。

使用集合工厂类处理集合

集合框架附带另一个工厂类：Collections，它有一组方法来操作集合及其内容。此类中大约有 70 个方法，逐个检查它们会很繁琐，因此让我们介绍其中的一部分。

从集合中提取最小值或最大值

Collections 类为您提供了两种方法：min() 和 max()。这两种方法都将集合作为参数，从中提取最小值或最大值。这两种方法都有一个重载，它还将比较器作为另一个参数。

如果没有提供比较器，则集合的元素必须实现 Comparable。如果没有，将引发 ClassCastException。如果提供了比较器，则将使用它来获取最小值或最大值，无论集合的元素是否可比较。

使用此方法获取空集合的最小值或最大值将引发 NoSuchMethodException。

在列表中查找子列表

两种方法可以在更大的列表中定位给定的子列表

indexOfSublist(List<?> source, List<?> target)：返回 target 列表的第一个元素在 source 列表中的第一个索引，如果不存在，则返回 -1；
lastIndexOfSublist(List<?> source, List<?> target)：返回这些索引中的最后一个。

更改列表元素的顺序

几种方法可以更改列表元素的顺序

sort() 对列表进行就地排序。此方法可以接受比较器作为参数。像往常一样，如果没有提供比较器，则列表的元素必须是可比较的。如果提供了比较器，则将使用它来比较元素。从 Java SE 8 开始，您应该优先使用 sort() 方法，该方法来自 List 接口。
shuffle() 随机打乱提供的列表的元素。如果您需要可以重复的随机打乱，可以提供您自己的 Random 实例。
rotate() 旋转列表的元素。旋转后，索引 0 处的元素将出现在索引 1 处，依此类推。最后一个元素将移动到列表的第一个位置。您可以将 subList() 和 rotate() 结合起来，以删除给定索引处的元素，并将其插入列表中的另一个位置。这可以通过以下代码完成

List<String> strings = Arrays.asList("0", "1", "2", "3", "4");
System.out.println(strings);
int fromIndex = 1, toIndex = 4;
Collections.rotate(strings.subList(fromIndex, toIndex), -1);
System.out.println(strings);

结果如下

[0, 1, 2, 3, 4]
[0, 2, 3, 1, 4]

索引 fromIndex 处的元素已从其位置删除，列表已相应地重新组织，并且该元素已插入索引 toIndex - 1 处。

reverse(): 反转列表元素的顺序。
swap(): 交换列表中的两个元素。此方法可以接受列表作为参数，也可以接受普通数组。

将集合包装到不可变集合中

Collections 工厂类提供了多种方法来为您的集合或映射创建不可变包装器。结构的内容不会被复制；您得到的是围绕您的结构的包装器。所有尝试修改它的操作都会引发异常。

所有这些方法都以 unmodifiable 开头，后面跟着您的结构类型的名称。例如，要创建列表的不可变包装器，您可以调用

List<String> strings = Arrays.asList("0", "1", "2", "3", "4");
List<String> immutableStrings = Collections.unmodifiableList(strings);

警告：无法通过此包装器修改您的集合。但此包装器由您的集合支持，因此如果您通过其他方式修改它，此修改将反映在不可变集合中。让我们在以下代码中看到这一点

List<String> strings = new ArrayList<>(Arrays.asList("0", "1", "2", "3", "4"));
List<String> immutableStrings = Collections.unmodifiableList(strings);
System.out.println(immutableStrings);
strings.add("5");
System.out.println(immutableStrings);

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