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浅谈 Java 列表(List)的初始化方法

temp10 2025-01-20 16:31:23 java教程 49 ℃ 0 评论

在 Java 编程中,列表(List)的初始化是我们经常要面对的操作。无论是简单的数据存储、复杂算法中的数据结构运用,还是各类业务逻辑的底层支撑,都少不了它的身影。 本文将介绍几种常见的列表初始化方法。

(一)逐行添加元素

在早期的 Java 编程中,我们最常用的初始化列表方式,就是先创建一个空的列表,然后逐行添加元素。例如,我们会用类似这样的代码来初始化一个 ArrayList:

浅谈 Java 列表(List)的初始化方法

ArrayList<String> lst = new ArrayList<>();
lst.add("Latte");
lst.add("Americano");
lst.add("Espresso");

这种方式虽然直观易懂,对于初学者来说容易上手,但随着列表元素的增多,代码就会变得冗长不堪。想象一下,要是需要初始化一个包含几十甚至上百个元素的列表,那得写多少行 add 语句?不仅占用大量的代码行数,使得整个代码文件看起来杂乱无章,而且每一行 add 操作都可能涉及到底层数组的扩容操作,需要一定的时间开销,在处理大规模数据时,尤其是在一些对性能要求苛刻的场景,比如实时数据处理、高频交易系统里,这种初始化方式的效率极其低下。另外,这种手动逐行添加的方式还容易出错,一旦不小心漏写或者写错一个元素,排查起来就如同大海捞针,十分麻烦。

(二)使用双括号初始化(匿名内部类)

为了让代码看起来更简洁一些,有人会采用双括号初始化的方式,例如:

ArrayList<String> lst = new ArrayList<String>() {{
    add("Latte");
    add("Americano");
    add("Espresso");
}};

从表面上看,这种写法将元素的添加集中在一个代码块里,似乎比原始的逐行添加要简洁不少。但实际上,它隐藏着诸多问题。首先,这种双括号初始化会创建一个匿名内部类,这就导致了额外的内存开销。每当使用这种方式创建一个列表时,JVM 都会在运行时生成一个新的类,大量使用的话,会占用过多的内存空间,甚至可能引发内存泄漏,导致程序出现 OutOfMemoryError 异常。其次,匿名内部类的使用会让代码的调试变得困难,一旦出现问题,追踪错误源头会变得更加复杂,因为涉及到内部类的生命周期和引用关系等深层次问题。所以,这种看似便捷的多行初始化方式,在实际的大型项目开发中,其实是一颗 “定时炸弹”,随时可能引发性能和稳定性问题。

(三)使用 Arrays.asList() 方法

在 Java 中,有一个非常实用的方法 Arrays.asList,它可以让我们用简洁的方式一步到位地将数组转换为列表。比如:

List<String> lst = Arrays.asList("Latte", "Americano", "Espresso");

这段代码看起来是不是清爽多了?只需要一行,就完成了列表的初始化。它的原理是利用 Arrays 类中的 asList 方法,将传入的参数封装成一个列表形式返回。不过,这里要注意一点,使用 Arrays.asList 返回的列表其实是一个固定大小的列表,它底层是基于原始数组的一个视图,并不支持添加或删除元素的操作。如果你尝试像这样操作:

lst.add("Cappuccino");

程序就会抛出 java.lang.UnsupportedOperationException 异常。所以,如果后续需要对列表进行增删操作,我们可以再用这个返回的列表初始化一个可变的 ArrayList,就像这样:

List<String> lst = new ArrayList<>(Arrays.asList("Latte", "Americano", "Espresso"));

这样既能享受 Arrays.asList 带来的初始化便捷,又能满足后续修改列表的需求。

完整的示例代码如下:

public static void main(String[] args) {
    List<String> lst = new ArrayList<>(Arrays.asList("Latte", "Americano", "Espresso"));
    lst.add("Cappuccino");
    lst.forEach(System.out::println);
}

/*
此代码示例执行结果如下:

Latte
Americano
Espresso
Cappuccino

*/

(四)Java 8 中的 Stream 操作

自从 Java 8 引入了 Stream API,列表的初始化又多了一种简洁且强大的方式。例如:

List<String> lst = Stream.of("Latte", "Americano", "Espresso").collect(Collectors.toList());

这里利用了 Stream 的静态方法 of 创建一个元素流,然后通过 collect 操作,使用 Collectors.toList 将流中的元素收集成一个列表。这种方式的优势在于,它结合了 Java 8 的函数式编程特性,代码更加简洁、易读,而且可以方便地在创建列表的过程中对元素进行各种过滤(filter )、转换(map )等操作,一步到位把元素处理好装进列表。比如,我们只想保留以字母 “A” 开头的元素,可以这样写:

List<String> lst = Stream.of("Latte", "Americano", "Espresso").filter(s -> s.startsWith("A")).collect(Collectors.toList());

不过,需要注意的是,对于简单的列表初始化场景,使用 Stream 可能有点 “大材小用”,而且在性能方面,由于 Stream 涉及到一些函数式编程的额外开销,对于大规模数据的初始化,可能不如传统的初始化方式高效。所以,在使用时要根据实际情况权衡利弊。

完整的示例代码:

public static void main(String[] args) {
    List<String> lst = Stream.of("Latte", "Americano", "Espresso").filter(s -> s.startsWith("A")).collect(Collectors.toList());
    lst.forEach(System.out::println);
}

/*
此代码示例执行结果如下:

Americano

*/

(五)Java 9 的 List.of() 方法

Java 9 为我们带来了更加简洁的列表初始化方法 List.of。使用它可以快速创建一个不可变的列表,例如:

List<String> lst = List.of("Latte", "Americano", "Espresso");

这种方式极其简洁,直接通过 List 类的静态方法 of,传入需要的元素即可。并且,由 List.of 创建的列表是不可修改的,一旦创建,任何尝试修改它的操作(如添加、删除元素)都会抛出 UnsupportedOperationException。这在某些场景下非常有用,比如定义一些常量列表,或者作为方法的不可变参数传递。但同样要注意,如果后续业务逻辑需要对列表进行动态修改,那就不能选择这种方式,否则会在运行时遇到意想不到的错误。

小结

Java 列表初始化的方法多种多样,各有千秋。从最基础的逐个添加,到巧用数组工具类、匿名内部类,再到借助 Java 8 的 Stream 强大功能和 Java 9 的简洁语法糖,每一种都在特定场景下发光发热。在实际开发的过程中,我们依据项目的性能要求、数据是否可变、代码简洁度偏好等多方面因素,权衡利弊,选出那把开启高效代码之门的 “金钥匙”。

虽然一行代码初始化列表带来了诸多便利,但在使用过程中也有一些需要注意的地方。

首先,要根据列表的后续使用场景来选择合适的初始化方法。如果需要创建一个可变列表,也就是后续会频繁地对列表进行添加、删除元素等操作,那么 Arrays.asList 直接返回的固定大小列表就不适用了,得像前面提到的那样,用它来初始化一个可变的 ArrayList,即 new ArrayList<>(Arrays.asList(...))。而如果是定义一些常量列表,例如配置信息、固定的选项集合等,这些列表在整个程序运行过程中都不会被修改,那么使用 List.of 或者 Collections.unmodifiableList(Arrays.asList(...)) 就比较合适,它们创建的不可变列表能保证数据的稳定性,避免因误操作导致数据被篡改。

其次,要关注版本兼容性问题。比如 List.of 是 Java 9 引入的特性,如果项目使用的是 Java 8 及以下版本,就无法使用这个方法,否则会在编译时报错。同样,Java 8 的 Stream API 在低版本中也不存在,所以在使用这些新特性时,一定要确保项目的 Java 版本支持。

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