面试官：集合使用时应该注意哪些问题？我：应该注意该注意的问题！

JavaBuild

发布于 2024-05-27 14:23:27

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发布于 2024-05-27 14:23:27

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写在开头

面试官：“小伙子，java的集合学过吗？”

我：“肯定学过呀！”，这时候的我自信满满，手撕集合八股文嘛，早已背的滚瓜烂熟了呀。

面试官：“那你来讲讲集合使用时，应该注意哪些问题吧”

我：“额，这，我想想哈。”，什么！这面试官不按套路出牌，上来就问注意事项，打我一个措手不及啊。

我：“嗯 ~，我觉得应该注意该注意的问题！”

面试官：“下一位！”

集合使用注意事项

经过了十几篇博客的总结，java集合部分的知识点，大致上就学完了，当然，Collection与Map拥有着大量的子集，我们无法通过短短的五六万字就可以全部讲解完，后续会持续性的完善，现阶段呢，我们就先讲那么多哈。今天，我们结合《阿里巴巴 Java 开发手册》，来对集合日常开发使用过程中的注意事项进行总结，大致可以分为以下几点。

集合判空

判空是集合在使用时必须要做的操作，我们得保证我们所创建的，或者所调用的别人创建的集合对象可用（不为null，不为空），才能进行下一步业务逻辑的开发。那么，如何进行判空处理呢？我们这里以ArrayList为例，去列举一下它的判空处理方式。

【代码示例1】

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        //方式一，list != null && !list.isEmpty()
        if (list != null && !list.isEmpty()) {
            for (Integer integer : list) {
                System.out.println("方式1："+list);
            }
        } else {
            System.out.println("ArrayList读取异常！");
        }
        //方式二，list != null && list.size() > 0
        if (list != null && list.size() > 0) {
            for (Integer integer : list) {
                System.out.println("方式2："+list);
            }
        } else {
            System.out.println("ArrayList读取异常！");
        }
        //方式三，org.apache.commons.collections包下的 CollectionUtils工具类
        if (CollectionUtils.isNotEmpty(list)) {
            for (Integer integer : list) {
                System.out.println("方式2："+list);
            }
        } else {
            System.out.println("ArrayList读取异常！");
        }
    }
}

我们在这里列举了3种判空方式，那这3种方式之间又有何区别呢？让俺来分析一波。

第一点： 我们要知道null与空的区别，这是两个概念，很多初学者会混淆，为null表示这个list还没有分配内存，也就在堆中不存在，而空表示list的初始化工作已经完成，只不过里面没有任何元素。我们在判空的时候需要注意，!=null 要放在&&逻辑与的前面判断，因为，我们首先要保证list的初始化完成，才能去判断集合元素的是否存在，否则会报nullException。

第二点： list.isEmpty() 与 list.size() == 0功能实现上一致，但在《阿里巴巴 Java 开发手册》中指出：

判断所有集合内部的元素是否为空，使用 isEmpty() 方法，而不是 size()==0 的方式

这是因为 isEmpty() 方法的可读性更好，并且时间复杂度为 O(1)。绝大部分我们使用的集合的 size() 方法的时间复杂度也是 O(1)，不过，也有很多复杂度不是 O(1) 的，比如 java.util.concurrent 包下的某些集合（ConcurrentLinkedQueue、ConcurrentHashMap）。以ConcurrentHashMap为例，我们可以看一下它底层关于size()与isEmpty()的实现

【源码解析1】

public int size() {
    long n = sumCount();
    return ((n < 0L) ? 0 :
            (n > (long)Integer.MAX_VALUE) ? Integer.MAX_VALUE :
            (int)n);
}
final long sumCount() {
    CounterCell[] as = counterCells; CounterCell a;
    long sum = baseCount;
    if (as != null) {
        for (int i = 0; i < as.length; ++i) {
            if ((a = as[i]) != null)
                sum += a.value;
        }
    }
    return sum;
}
public boolean isEmpty() {
    return sumCount() <= 0L; // ignore transient negative values
}

集合去重

很多场景下，我们都要求数据的唯一性，也就是不可重复，所以集合的去重本领我们也要掌握，在《阿里巴巴 Java 开发手册》中这样说道：

可以利用 Set 元素唯一的特性，可以快速对一个集合进行去重操作，避免使用 List 的 contains() 进行遍历去重或者判断包含操作。

这是为什么呢？我们依旧需要透过源码去分析问题，分别选择HashSet和ArrayList，其实两者的差别主要体现在对contains()的实现上。

【HashSet去重核心】

private transient HashMap<E,Object> map;
public boolean contains(Object o) {
    return map.containsKey(o);
}

HashSet 的 contains() 方法底部依赖的 HashMap 的 containsKey() 方法，时间复杂度接近于 O（1）（没哈希冲突下）。

【ArrayList去重核心】

public boolean contains(Object o) {
    return indexOf(o) >= 0;
}
public int indexOf(Object o) {
    if (o == null) {
        for (int i = 0; i < size; i++)
            if (elementData[i]==null)
                return i;
    } else {
        for (int i = 0; i < size; i++)
            if (o.equals(elementData[i]))
                return i;
    }
    return -1;
}

而对于ArrayList来说，它的contains是通过遍历元素实现，时间复杂度O(n)，两者一比，高下立现！

集合遍历

集合元素的遍历，可以说是只要用集合，就无法避免的，之前写了一篇关于HashMap的遍历，还有一篇关于java中迭代器的文章，推荐大家去看看。《HashMap的7种遍历方式》《java中的迭代器实现原理》

不过对于集合遍历，在手册中有个额外的规约

不要在 foreach 循环里进行元素的 remove/add 操作。remove 元素请使用 Iterator 方式，如果并发操作，需要对Iterator 对象加锁。

强行修改，会导致Iterator遍历出错，报ConcurrentModificationException异常。

集合转数组

对于集合转为数组的场景，《阿里巴巴 Java 开发手册》也给了要求，如下：

使用集合转数组的方法，必须使用集合的 toArray(T[] array)，传入的是类型完全一致、长度为 0 的空数组。

【代码示例2】

String [] s= new String[]{
    "I Love", "JavaBuild"
};
List<String> list = Arrays.asList(s);
Collections.reverse(list);
//没有指定类型的话会报错
s=list.toArray(new String[0]);

注意：new String[0]就是起一个模板的作用，指定了返回数组的类型，0 是为了节省空间，因为它只是为了说明返回的类型。

集合转Map

集合除了会转为数组外，还可能会转为Map，所以，我们在转Map的时候，《阿里巴巴 Java 开发手册》也给了约束。

在使用 java.util.stream.Collectors 类的 toMap() 方法转为 Map 集合时，一定要注意当 value 为 null 时会抛 NPE 异常。

class Person {
    private String name;
    private String phoneNumber;
     // getters and setters
}
//test main（）
List<Person> bookList = new ArrayList<>();
bookList.add(new Person("1","JavaBuild"));
bookList.add(new Person("2",null));
// 空指针异常
bookList.stream().collect(Collectors.toMap(Person::getName, Person::getPhoneNumber));

这是为啥呢，我们跟入toMap中发现，内部调用了Map的merge()方法，跟入这个方法后，我们会发现

【源码解析】

default V merge(K key, V value,
        BiFunction<? super V, ? super V, ? extends V> remappingFunction) {
    Objects.requireNonNull(remappingFunction);
    Objects.requireNonNull(value);
    V oldValue = get(key);
    V newValue = (oldValue == null) ? value :
               remappingFunction.apply(oldValue, value);
    if(newValue == null) {
        remove(key);
    } else {
        put(key, newValue);
    }
    return newValue;
}

这源码里首先执行了 Objects.requireNonNull(remappingFunction);这一句代码，用来判断value值非空，并且做了抛出NPE处理。