1.6 集合处理
1
【强制】关于hashCode 和equals 的处理，遵循如下规则。
1）只要覆写equals，就必须覆写hashCode。
2）因为Set 存储的是不重复的对象，所以依据hashCode 和equals 进行判断，Set 存储的对象必须覆写这两种方法。
3）如果自定义对象作为Map 的键，那么必须覆写hashCode和equals。
说明：String 因为覆写了hashCode 和equals 方法，所以可以愉快地将String 对象作为key 使用。
2
【强制】判断所有集合内部的元素是否为空，应使用isEmpty()方法，而不是使用size()==0 的方式。
说明：在某些集合中，前者的时间复杂度为O(1)，而且可读性更好。
正例：
Map<String, Object> map = new HashMap<>(16);
if (map.isEmpty()) {
System.out.println("no element in this map.");
}
3
【强制】在使用java.util.stream.Collectors 类的toMap()方法转为Map 集合时，一定要使用含有参数类型为BinaryOperator、参数名为mergeFunction 的方法，否则当出现相同key 值时，会抛出IllegalStateException异常。
说明：参数mergeFunction 的作用是当出现key 重复时，自定义对value 的处理策略。
正例：
List<Pair<String, Double>> pairArrayList
= new ArrayList<>(3);
pairArrayList.add(new Pair<>("version", 6.19));
pairArrayList.add(new Pair<>("version", 10.24));
pairArrayList.add(new Pair<>("version", 13.14));
// 在生成的Map 集合中，只有一个键值对：{version=13.14}
Map<String, Double> map
= pairArrayList.stream().collect(
Collectors.toMap(Pair::getKey, Pair::getValue,
(v1, v2) -> v2));
反例：
String[] words = new String[] {"W", "W", "X"};
// 抛出IllegalStateException 异常
Map<Integer, String> map = Arrays.stream(words)
.collect(Collectors.toMap(String::hashCode, v -> v));
4
【强制】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，会抛出NPE 异常。
说明：在java.util.HashMap 的merge 方法中，会进行如下判断：
if (value == null || remappingFunction == null)
throw new NullPointerException();
反例：
List<Pair<String, Double>> pairArrayList
= new ArrayList<>(2);
pairArrayList.add(new Pair<>("version1", 4.22));
pairArrayList.add(new Pair<>("version2", null));
Map<String, Double> map
= pairArrayList.stream().collect(
// 抛出NullPointerException 异常
Collectors.toMap(Pair::getKey, Pair::getValue,
(v1, v2) -> v2));
5
【强制】ArrayList 的subList 结果不可强转成ArrayList，否则会抛出ClassCastException 异常，即java.util.RandomAccessSubList cannot be cast to java.util. ArrayList。
说明：subList()返回的是ArrayList 的内部类SubList，并不是ArrayList 本身，而是ArrayList 的一个视图，对于SubList的所有操作最终会反映到原列表上。
6
【强制】使用Map 的方法keySet()/values()/entry Set()返回集合对象时， 不可以对其添加元素， 否则会抛出UnsupportedOperationException 异常。
7
【强制】Collections 类返回的对象，如：emptyList()/singletonList()等都是immutable list，不可对其添加或者删除元素。
反例：如果查询无结果，返回Collections.emptyList()空集合对象， 调用方一旦进行了添加元素的操作， 就会触发UnsupportedOperationException 异常。
8
【强制】在subList 场景中，高度注意对父集合元素的增加或删除， 它们均会导致子列表的遍历、增加、删除产生ConcurrentModificationException 异常。
9
【强制】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。
反例：直接使用toArray 无参方法存在问题，此方法返回值只能是Object[] 类， 若强转成其他类型数组， 将出现ClassCastException 错误。
正例：
List<String> list = new ArrayList<>(2);
list.add("guan");
list.add("bao");
String[] array = list.toArray(new String[0]);
说明：使用toArray 带参方法，数组空间大小的length：
1）等于0，动态创建与size 相同的数组，性能最好；
2）大于0 但小于size，重新创建大小等于size 的数组，增加GC 负担；
3）等于size，在高并发情况下，在数组创建完成之后，size 正在变大的情况下，负面影响与第2 条相同；
4）大于size，空间浪费，且在size 处插入null 值，存在NPE 隐患。
10
【强制】在使用Collection 接口任何实现类的addAll()方法时，都要对输入的集合参数进行NPE 判断。
说明：ArrayList#addAll 方法的第一行代码即Object[] a = c.toArray();，其中，c 为输入集合参数，如果为null，则直接抛出异常。
11
【强制】当使用工具类Arrays.asList()把数组转换成集合时，不能使用其修改集合相关的方法，它的add/remove/clear方法会抛出UnsupportedOperationException 异常。
说明：asList 的返回对象是一个Arrays 内部类，并没有实现集合的修改方法。Arrays.asList 体现的是适配器模式，只是转换接口，后台的数据仍是数组。
String[] str = new String[] { "yang", "hao" };
List list = Arrays.asList(str);
第一种情况：list.add("yangguanbao"); 运行时异常。
第二种情况：str[0] = "changed"; 也会随之修改，反之亦然。
12
【强制】泛型通配符<? extends T>用来接收返回的数据，此写法的泛型集合不能使用add 方法，而<? super T>不能使用get 方法，因为两者在接口调用赋值的场景中容易出错。
说明：扩展介绍一下PECS（Producer Extends Consumer Super）原则：第一，频繁往外读取内容的，适合用<? extends T>；第二，经常往里插入的，适合用<? super T>。
13
【强制】在无泛型限制定义的集合赋值给泛型限制的集合中，当使用集合元素时，需要进行instanceof 判断，避免抛出ClassCastException 异常。
说明：毕竟泛型是在JDK 5 后才出现的，考虑到向前兼容，编译器允许非泛型集合与泛型集合互相赋值。
反例：
List<String> generics = null;
List notGenerics = new ArrayList(10);
notGenerics.add(new Object());
notGenerics.add(new Integer(1));
generics = notGenerics;
// 此处抛出ClassCastException 异常
String string = generics.get(0);
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【强制】不要在foreach循环中对元素进行remove/add操作。当进行remove 操作时，请使用Iterator 方式。如果是并发操作，需要对Iterator 对象加锁。
正例：
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("1");
list.add("2");
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
String item = iterator.next();
if (删除元素的条件) {
iterator.remove();
}
}
反例：
for (String item : list) {
if ("1".equals(item)) {
list.remove(item);
}
}
说明：执行结果肯定会出乎大家的意料，试一下把“1”换成“2”，会是同样的结果吗？
15
【强制】在JDK 7 及以上版本中，Comparator 实现类要满足三个条件，否则Arrays.sort、Collections.sort 会抛IllegalArgumentException 异常。
说明：三个条件如下：
1）x，y 的比较结果和y，x 的比较结果相反。
2）若x>y，y>z，则x>z。
3）若x=y，则x，z 的比较结果和y，z 的比较结果相同。
反例：下例中没有处理相等的情况，交换两个对象判断结果并不互反，不符合第一个条件，在实际使用中可能会出现异常。
new Comparator<Student>() {
@Override
public int compare(Student o1, Student o2) {
return o1.getId() > o2.getId() ? 1 : -1;
}
};
16
【推荐】当使用泛型集合定义时，在JDK 7 及以上版本中，使用diamond 语法或全省略。
说明：菱形泛型即diamond，直接使用<>指代前边已经指定的类型。
正例：
// diamond 方式，即<>
Map<String, String> userCache = new HashMap<>(16);
// 全省略方式
List<User> users = new ArrayList(10);
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【推荐】当集合初始化时，指定集合初始值大小。
说明：HashMap 使用HashMap(int initialCapacity)初始化，如果暂时无法确定集合大小，那么指定默认值（16）即可。
正例：initialCapacity = (需要存储的元素个数/负载因子) + 1。注意负载因子（即loader factor）默认为0.75，如果暂时无法确定初始值大小，则设置为16（即默认值）。
反例：HashMap 需要放置1024 个元素，由于没有设置容量初始大小，则随着元素的增加而*不断扩容，resize()方法一共会调用8次，反复重建哈希表和数据迁移。当放置的集合元素规模达千万级时，会影响程序性能。
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【推荐】使用entrySet 遍历Map 类集合K/V，而不是用keySet方式遍历。
说明：keySet 方式其实遍历了两次，一次是转为Iterator 对象，另一次是从hashMap 中取出Key 所对应的Value。而entrySet 只遍历了一次就把Key 和Value 都放到了entry 中，效率更高。如果是JDK 8，则使用Map.forEach 方法。
正例：values()返回的是V 值集合，是一个list 集合对象；keySet()返回的是K 值集合，是一个Set 集合对象；entrySet()返回的是K-V 值组合集合。
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【推荐】高度注意Map 类集合K/V 能否存储null 值，如表1-1所示。
表1-1 Map 类集合K/V 存储
反例：由于HashMap 的干扰，很多人认为ConcurrentHashMap 可以置入null 值，而事实上，在存储null 值时，会抛出NPE 异常。
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【参考】合理利用好集合的有序性(sort)和稳定性(order)，避免集合的无序性(unsort)和不稳定性(unorder)带来的负面影响。
说明：有序性指遍历的结果按某种比较规则依次排列。稳定性指集合每次遍历的元素次序是一定的。如：ArrayList 是order/unsort；HashMap 是unorder/unsort；TreeSet 是order/sort。
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【参考】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。