Java开发编程规范:5.集合处理

【强制】关于 hashCode 和 equals 的处理，遵循如下规则：

1）只要重写 equals，就必须重写 hashCode。

2）因为 Set 存储的是不重复的对象，依据 hashCode 和 equals 进行判断，所以 Set 存储的对象必须重写这两个方法。

3）如果自定义对象作为 Map 的键，那么必须重写 hashCode 和 equals。

说明：String 重写了 hashCode 和 equals 方法，所以我们可以非常愉快地使用 String 对象作为 key 来使用。

【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 而是 ArrayList 的一个视图，对于 SubList 子列表的所有操作最终会反映到原列表上。

【强制】在 subList 场景中，高度注意对原集合元素的增加或删除，均会导致子列表的遍历、增加、删除产生 ConcurrentModificationException 异常。
【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样的数组，大小就是 list.size()。

说明：使用 toArray 带参方法，入参分配的数组空间不够大时，toArray 方法内部将重新分配内存空间，并返回新数组地址；如果数组元素个数大于实际所需，下标为[ list.size() ] 的数组元素将被置为 null，其它数组元素保持原值，因此最好将方法入参数组大小定义与集合元素个数一致。

正例：

List<String> list = new ArrayList<String>(2); 
list.add("guan"); 
list.add("bao"); 
String[] array = new String[list.size()]; 
array = list.toArray(array);

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，若强转其它类型数组将出现 ClassCastException 错误。

【强制】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[] { "you", "wu" }; 
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] = "gujin"; 那么 list.get(0)也会随之修改。

【强制】泛型通配符<? extends T>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，作为接口调用赋值时易出错。

说明：扩展说一下 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>。

【强制】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。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：以上代码的执行结果肯定会出乎大家的意料，那么试一下把“1”换成“2”，会是同样的结果吗？

【强制】在 JDK7 版本及以上，Comparator 实现类要满足如下三个条件，不然 Arrays.sort， Collections.sort 会报 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） x>y，y>z，则 x>z。 3） x=y，则 x，z 比较结果和 y，z 比较结果相同。

反例：下例中没有处理相等的情况，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; 
    } 
};

【推荐】集合泛型定义时，在 JDK7 及以上，使用 diamond 语法或全省略。

说明：菱形泛型，即 diamond，直接使用<>来指代前边已经指定的类型。

正例：

// <> diamond 方式 
HashMap<String, String> userCache = new HashMap<>(16); 
// 全省略方式 
ArrayList<User> users = new ArrayList(10);

【推荐】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。 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，请设置为 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，随着元素不断增加，容量 7 次被迫扩大，resize 需要重建 hash 表，严重影响性能。

【推荐】使用 entrySet 遍历 Map 类集合 KV，而不是 keySet 方式进行遍历。

说明：keySet 其实是遍历了 2 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 只是遍历了一次就把 key 和 value 都放到了 entry 中，效率更高。如果是 JDK8，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。

【推荐】高度注意 Map 类集合 K/V 能不能存储 null 值的情况，如下表格：

集合类	Key	Value	Super	说明
Hashtable	不允许为 null	不允许为 null	Dictionary	线程安全
ConcurrentHashMap	不允许为 null	不允许为 null	AbstractMap	锁分段技术（JDK8:CAS）
TreeMap	不允许为 null	允许为 null	AbstractMap	线程不安全
HashMap	允许为 null	允许为 null	AbstractMap	线程不安全

反例：由于 HashMap 的干扰，很多人认为 ConcurrentHashMap 是可以置入 null 值，而事实上，存储 null 值时会抛出 NPE 异常。

【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：有序性是指遍历的结果是按某种比较规则依次排列的。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。

【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 方法进行遍历、对比、去重操作。