面試官：集合使用時應該注意哪些問題？我：應該注意該注意的問題！

JavaBuild發表於2024-03-04
面試

寫在開頭

面試官：“小夥子，java的集合學過嗎？”
我：“肯定學過呀！”，這時候的我自信滿滿，手撕集合八股文嘛，早已背的滾瓜爛熟了呀。
面試官：“那你來講講集合使用時，應該注意哪些問題吧”
我：“額，這，我想想哈。”，什麼！這面試官不按套路出牌，上來就問注意事項，打我一個措手不及啊。
我：“嗯 ~，我覺得應該注意該注意的問題！”
面試官：“下一位！”

集合使用注意事項

經過了十幾篇部落格的總結，java集合部分的知識點，大致上就學完了，當然，Collection與Map擁有著大量的子集，我們無法透過短短的五六萬字就可以全部講解完，後續會持續性的完善，現階段呢，我們就先講那麼多哈。
今天，我們結合《阿里巴巴 Java 開發手冊》，來對集合日常開發使用過程中的注意事項進行總結，大致可以分為以下幾點。

集合判空

判空是集合在使用時必須要做的操作，我們得保證我們所建立的，或者所呼叫的別人建立的集合物件可用（不為null，不為空），才能進行下一步業務邏輯的開發。
那麼，如何進行判空處理呢？我們這裡以ArrayList為例，去列舉一下它的判空處理方式。

【程式碼示例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讀取異常！");
        }
        //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讀取異常！");
        }
        //方式三，org.apache.commons.collections包下的 CollectionUtils工具類
        if (CollectionUtils.isNotEmpty(list)) {
            for (Integer integer : list) {
                System.out.println("方式2："+list);
            }
        } else {
            System.out.println("ArrayList讀取異常！");
        }
    }
}

我們在這裡列舉了3種判空方式，那這3種方式之間又有何區別呢？讓俺來分析一波。

第一點： 我們要知道null與空的區別，這是兩個概念，很多初學者會混淆，為null表示這個list還沒有分配記憶體，也就在堆中不存在，而空表示list的初始化工作已經完成，只不過裡面沒有任何元素。
我們在判空的時候需要注意，!=null 要放在&&邏輯與的前面判斷，因為，我們首先要保證list的初始化完成，才能去判斷集合元素的是否存在，否則會報nullException。
第二點： list.isEmpty() 與 list.size() == 0功能實現上一致，但在《阿里巴巴 Java 開發手冊》中指出：

判斷所有集合內部的元素是否為空，使用 isEmpty() 方法，而不是 size()==0 的方式

這是因為 isEmpty() 方法的可讀性更好，並且時間複雜度為 O(1)。絕大部分我們使用的集合的 size() 方法的時間複雜度也是 O(1)，不過，也有很多複雜度不是 O(1) 的，比如 java.util.concurrent 包下的某些集合（ConcurrentLinkedQueue、ConcurrentHashMap）。
以ConcurrentHashMap為例，我們可以看一下它底層關於size()與isEmpty()的實現

【原始碼解析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

很多場景下，我們都要求資料的唯一性，也就是不可重複，所以集合的去重本領我們也要掌握，在《阿里巴巴 Java 開發手冊》中這樣說道：

可以利用 Set 元素唯一的特性，可以快速對一個集合進行去重操作，避免使用 List 的 contains()
進行遍歷去重或者判斷包含操作。

這是為什麼呢？我們依舊需要透過原始碼去分析問題，分別選擇HashSet和ArrayList，其實兩者的差別主要體現在對contains()的實現上。

【HashSet去重核心】

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

HashSet 的 contains() 方法底部依賴的 HashMap 的 containsKey() 方法，時間複雜度接近於 O（1）（沒雜湊衝突下）。

【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;
}

而對於ArrayList來說，它的contains是透過遍歷元素實現，時間複雜度O(n)，兩者一比，高下立現！

集合遍歷

集合元素的遍歷，可以說是隻要用集合，就無法避免的，之前寫了一篇關於HashMap的遍歷，還有一篇關於java中迭代器的文章，推薦大家去看看。
《HashMap的7種遍歷方式》
《java中的迭代器實現原理》

不過對於集合遍歷，在手冊中有個額外的規約

不要在 foreach 迴圈裡進行元素的 remove/add 操作。remove 元素請使用 Iterator 方式，如果併發操作，需要對Iterator 物件加鎖。

強行修改，會導致Iterator遍歷出錯，報ConcurrentModificationException異常。

集合轉陣列

對於集合轉為陣列的場景，《阿里巴巴 Java 開發手冊》也給了要求，如下：

使用集合轉陣列的方法，必須使用集合的 toArray(T[] array)，傳入的是型別完全一致、長度為 0 的空陣列。

【程式碼示例2】

String [] s= new String[]{
    "I Love", "JavaBuild"
};
List<String> list = Arrays.asList(s);
Collections.reverse(list);
//沒有指定型別的話會報錯
s=list.toArray(new String[0]);

注意：new String[0]就是起一個模板的作用，指定了返回陣列的型別，0 是為了節省空間，因為它只是為了說明返回的型別。

集合轉Map

集合除了會轉為陣列外，還可能會轉為Map，所以，我們在轉Map的時候，《阿里巴巴 Java 開發手冊》也給了約束。

在使用 java.util.stream.Collectors 類的 toMap() 方法轉為 Map 集合時，一定要注意當 value 為
null 時會拋 NPE 異常。

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));
// 空指標異常
bookList.stream().collect(Collectors.toMap(Person::getName, Person::getPhoneNumber));

這是為啥呢，我們跟入toMap中發現，內部呼叫了Map的merge()方法，跟入這個方法後，我們會發現

【原始碼解析】

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;
}

這原始碼裡首先執行了 Objects.requireNonNull(remappingFunction);這一句程式碼，用來判斷value值非空，並且做了丟擲NPE處理。

總結

以上就是結合開發手冊和自己平時開發經驗，寫的六點注意事項，希望所有小夥伴都能夠在日後的開發工作中，保持良好的開發規範與習慣，強烈建議每個人必看《阿里巴巴 Java 開發手冊》，這是很多網際網路企業，新員工入職必看書籍，雖然裡面有些內容，個人感覺有點矯枉過正，但90%以上的約定都非常必要！

結尾彩蛋

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