快捷導(dǎo)航

Java9 集合工廠方法解析

更新時(shí)間：2021年09月02日 15:14:14 作者：Lovnx

這篇文章主要介紹了Java9 集合工廠方法，具有很好的參考價(jià)值，希望對大家有所幫助。如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教

使集合框架更便捷的工廠方法

JEP269中提議，為集合框架增添一些工廠方法，來使創(chuàng)建不可變集合類與含有少量元素的Map變得更加便捷。下文就為什么它們應(yīng)運(yùn)而生來展開詳細(xì)的闡述。

集合框架增加工廠方法是必然的結(jié)果

Java飽受其語法臃腫的批評，比如，創(chuàng)建一個(gè)小而確定的集合類時(shí)(比如一個(gè)List)，需要使用它的構(gòu)造方法，然后將它的引用存放在局部變量中，通過引用來多次調(diào)用add()方法之后，最后才來封裝這個(gè)集合以獲得不可變的視圖。

早先的使用過程如下

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("a");
list.add("b");
list.add("c");
list = Collections.unmodifiableList(list);

上面這個(gè)語法如此臃腫的例子在先前的版本中并不能夠簡化，不可變的靜態(tài)集合必須在靜態(tài)初始塊中來填充，而不是使用更加方便的字段表達(dá)式。但是，

也不得不提一下下面這些單語句表達(dá)式

List<String> list1 = 
   Collections.unmodifiableList(new ArrayList<>(Arrays.asList("a", "b", "c")));

List<String> list2 = 
   Collections.unmodifiableList(new ArrayList<String>() {{ add("a"); add("b"); add("c"); }});

List<String> list3 = 
   Collections.unmodifiableList(Stream.of("a", "b", "c").collect(toList()));

第一種方式比較扯淡，你走遍千山，你跨過弱水，只為取一瓜瓢飲，是的，你沒有看錯(cuò)，你費(fèi)盡千辛萬苦只為了生成一個(gè)包含a，b，c三個(gè)元素的List，并且你要構(gòu)建一個(gè)ArrayList還要仰仗Arrays.asList(“a”, “b”, “c”)這個(gè)烏七八黑的方式，它不好用不說，關(guān)鍵是它在短短的生命周期之后還要被GC，過程還是不可見的。。。
第二種好像看上去沒那么扯淡，使用一個(gè)匿名內(nèi)部類的實(shí)例初始化構(gòu)造器來減少代碼臃腫度，看上去很完美，但是可能會發(fā)生內(nèi)存泄漏或者序列化的問題，因?yàn)樗看问褂枚紩馁M(fèi)額外的資源，還包含對封閉實(shí)例和任何捕獲對象的隱藏引用。
第三種方式是使用Java8的Streams API來完成的，雖然代碼沒那么臃腫，但是過程中也涉及到了不必要的對象創(chuàng)建。此外，Streams API不能用來構(gòu)建Map，除非值是經(jīng)鍵計(jì)算而來或者stream的元素包含鍵值對。

為解決這些問題，JEP186提議了集合字面量的概念，集合字面量是一種句法表達(dá)式，采用一種類數(shù)組的方式，來創(chuàng)建List、Map或者其它的集合類

下面是其原始類型的簡明表達(dá)方式

List<String> list = #[ "a", "b", "c" ];

沒有任何新的語言特性，一切就像我們所思所想那樣簡明，但是這種集合字面量為什么沒有被整合到Java9中去呢？取而代之的是，Java9采用了工廠方法來替代它，這其實(shí)是為了使語言改動(dòng)盡量最小化，采用現(xiàn)有的方式，生產(chǎn)語法糖來達(dá)到這個(gè)目的的。

如此，集合工廠方法應(yīng)運(yùn)而生了。

一起來看看集合工廠方法

JEP 269的工廠方法受到類java.util.Collection和java.util.EnumSet類中的類似工廠方法的啟發(fā)。 Collection提供用于創(chuàng)建空List，java.util.Set和Map的工廠方法，以及創(chuàng)建具有一個(gè)元素或鍵值對的單例List，Set和Map。 EnumSet提供了幾個(gè)重載的of(…)工廠方法，它們采用固定或可變數(shù)量的參數(shù)，是為了更方便地創(chuàng)建指定元素的EnumSet。Java 9中的EnumSet模型的of()方法提供一致和通用的方式來創(chuàng)建包含任意類型對象的List，Set和Map。

以下工廠方法已添加到List接口中

static <E> List<E> of()
static <E> List<E> of(E e1)
static <E> List<E> of(E e1, E e2)
static <E> List<E> of(E e1, E e2, E e3)
static <E> List<E> of(E e1, E e2, E e3, E e4)
static <E> List<E> of(E e1, E e2, E e3, E e4, E e5)
static <E> List<E> of(E e1, E e2, E e3, E e4, E e5, E e6)
static <E> List<E> of(E e1, E e2, E e3, E e4, E e5, E e6, E e7)
static <E> List<E> of(E e1, E e2, E e3, E e4, E e5, E e6, E e7, E e8)
static <E> List<E> of(E e1, E e2, E e3, E e4, E e5, E e6, E e7, E e8, E e9) 
static <E> List<E> of(E e1, E e2, E e3, E e4, E e5, E e6, E e7, E e8, E e9, E e10)
static <E> List<E> of(E... elements)

以下工廠方法已添加到Set接口中

static <E> Set<E> of()
static <E> Set<E> of(E e1)
static <E> Set<E> of(E e1, E e2)
static <E> Set<E> of(E e1, E e2, E e3)
static <E> Set<E> of(E e1, E e2, E e3, E e4)
static <E> Set<E> of(E e1, E e2, E e3, E e4, E e5)
static <E> Set<E> of(E e1, E e2, E e3, E e4, E e5, E e6)
static <E> Set<E> of(E e1, E e2, E e3, E e4, E e5, E e6, E e7)
static <E> Set<E> of(E e1, E e2, E e3, E e4, E e5, E e6, E e7, E e8)
static <E> Set<E> of(E e1, E e2, E e3, E e4, E e5, E e6, E e7, E e8, E e9)
static <E> Set<E> of(E e1, E e2, E e3, E e4, E e5, E e6, E e7, E e8, E e9, E e10)
static <E> Set<E> of(E... elements)

在每個(gè)方法列表中，第一個(gè)方法創(chuàng)建一個(gè)空的不可修改的集合。接下來的10個(gè)方法可創(chuàng)建1-10個(gè)元素的不可修改集合。盡管這些方法比較混亂，但它們避免了final類型的可變參方法產(chǎn)生的數(shù)組分配，初始化和垃圾回收開銷，這種方法還支持任意大小的集合。

以下是List和Set的示例

import java.util.List;
import java.util.Set;
public class ColDemo
{
   public static void main(String[] args)
   {
      List<String> fruits = List.of("apple", "orange", "banana");
      for (String fruit: fruits)
         System.out.println(fruit);
      try
      {
         fruits.add("pear");
      }
      catch (UnsupportedOperationException uoe)
      {
         System.err.println("unable to modify fruits list");
      }

      Set<String> marbles = Set.of("aggie", "alley", "steely");
      for (String marble: marbles)
         System.out.println(marble);
      try
      {
         marbles.add("swirly");
      }
      catch (UnsupportedOperationException uoe)
      {
         System.err.println("unable to modify marbles set");
      }
   }
}

運(yùn)行后輸出：

apple
orange
banana
unable to modify fruits list
steely
alley
aggie
unable to modify marbles set

以下工廠方法則添加到Map接口中

static <K,V> Map<K,V> 
   of()
static <K,V> Map<K,V> 
   of(K k1, V v1)
static <K,V> Map<K,V> 
   of(K k1, V v1, K k2, V v2)
static <K,V> Map<K,V> 
   of(K k1, V v1, K k2, V v2, K k3, V v3)
static <K,V> Map<K,V> 
   of(K k1, V v1, K k2, V v2, K k3, V v3, K k4, V v4)
static <K,V> Map<K,V> 
   of(K k1, V v1, K k2, V v2, K k3, V v3, K k4, V v4, K k5, V v5    
static <K,V> Map<K,V> 
   of(K k1, V v1, K k2, V v2, K k3, V v3, K k4, V v4, K k5, V v5, K k6, V v6)
static <K,V> Map<K,V> 
   of(K k1, V v1, K k2, V v2, K k3, V v3, K k4, V v4, K k5, V v5, K k6, V v6, K k7, V v7    
static <K,V> Map<K,V> 
   of(K k1, V v1, K k2, V v2, K k3, V v3, K k4, V v4, K k5, V v5, K k6, V v6, K k7, V v7, 
      K k8, V v8)
static <K,V> Map<K,V> 
   of(K k1, V v1, K k2, V v2, K k3, V v3, K k4, V v4, K k5, V v5, K k6, V v6, K k7, V v7, 
      K k8, V v8, K k9, V v9)
static <K,V> Map<K,V> 
   of(K k1, V v1, K k2, V v2, K k3, V v3, K k4, V v4, K k5, V v5, K k6, V v6, K k7, V v7, 
      K k8, V v8, K k9, V v9, K k10, V v10)
static <K,V> Map<K,V> 
   ofEntries(Map.Entry<? extends K,? extends V>... entries)

第一個(gè)方法創(chuàng)建了一個(gè)空的不可變的Map，接下來10個(gè)方法創(chuàng)建包含1-10和鍵值對的Map，盡管這些方法比較混亂，但它們避免了final類型的可變參方法產(chǎn)生的數(shù)組分配，初始化和垃圾回收開銷，且支持任意大小的Map。

雖然Map的可變參數(shù)方法近似List和Set的，但是它的每個(gè)鍵值對必須被包裝起來，下面這個(gè)方法可以方便地將包裝鍵值對轉(zhuǎn)換為Map標(biāo)準(zhǔn)鍵值對：

Map.Entry<K,V> entry(K k, V v)

下面是Map的ofEntries() 和entry()方法的示例

import java.util.Map;
import static java.util.Map.entry;
public class MapDemo
{
   public static void main(String[] args)
   {
      Map<String, String> capCities = 
         Map.ofEntries(entry("Manitoba", "Winnipeg"), 
                       entry("Alberta", "Edmonton"));
      capCities.forEach((k, v) -> 
                        System.out.printf("Key = %s, Value = %s%n", k, v));
      try
      {
         capCities.put("British Columbia", "Victoria");
      }
      catch (UnsupportedOperationException uoe)
      {
         System.err.println("unable to modify capCities map");
      }
   }
}

運(yùn)行后輸出：