Java 數組轉 List 的三種方式及對比

2022-01-29 程式設計師面試現場
本文介紹Java中數組轉為List三種情況的優劣對比,以及應用場景的對比,以及程式設計師常犯的類型轉換錯誤原因解析。一.最常見方式(未必最佳)通過 Arrays.asList(strArray) 方式,將數組轉換List後,不能對List增刪,只能查改,否則拋異常。關鍵代碼:List list = Arrays.asList(strArray);

private void testArrayCastToListError() {
  String[] strArray = new String[2];
  List list = Arrays.asList(strArray);
  //對轉換後的list插入一條數據
  list.add("1");
  System.out.println(list);
 }

Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException
 at java.util.AbstractList.add(AbstractList.java:148)
 at java.util.AbstractList.add(AbstractList.java:108)
 at com.darwin.junit.Calculator.testArrayCastToList(Calculator.java:19)
 at com.darwin.junit.Calculator.main(Calculator.java:44)

程序在list.add(「1」)處,拋出異常:UnsupportedOperationException。原因解析:Arrays.asList(strArray)返回值是java.util.Arrays類中一個私有靜態內部類java.util.Arrays.ArrayList,它並非java.util.ArrayList類。java.util.Arrays.ArrayList類具有 set(),get(),contains()等方法,但是不具有添加add()或刪除remove()方法,所以調用add()方法會報錯。使用場景:Arrays.asList(strArray)方式僅能用在將數組轉換為List後,不需要增刪其中的值,僅作為數據源讀取使用。二.數組轉為List後,支持增刪改查的方式通過ArrayList的構造器,將Arrays.asList(strArray)的返回值由java.util.Arrays.ArrayList轉為java.util.ArrayList。關鍵代碼:ArrayList list = new ArrayList(Arrays.asList(strArray)) ;

private void testArrayCastToListRight() {
  String[] strArray = new String[2];
  ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(Arrays.asList(strArray)) ;
  list.add("1");
  System.out.println(list);
 }

[null, null, 1]

使用場景:需要在將數組轉換為List後,對List進行增刪改查操作,在List的數據量不大的情況下,可以使用。三.通過集合工具類Collections.addAll()方法(最高效)通過Collections.addAll(arrayList, strArray)方式轉換,根據數組的長度創建一個長度相同的List,然後通過Collections.addAll()方法,將數組中的元素轉為二進位,然後添加到List中,這是最高效的方法。
ArrayList< String> arrayList = new ArrayList<String>(strArray.length);
Collections.addAll(arrayList, strArray);

private void testArrayCastToListEfficient(){
  String[] strArray = new String[2];
  ArrayList< String> arrayList = new ArrayList<String>(strArray.length);
  Collections.addAll(arrayList, strArray);
  arrayList.add("1");
  System.out.println(arrayList);
 }

使用場景:需要在將數組轉換為List後,對List進行增刪改查操作,在List的數據量巨大的情況下,優先使用,可以提高操作速度。註:附上Collections.addAll()方法源碼:
public static <T> boolean addAll(Collection<? super T> c, T... elements) {
        boolean result = false;
        for (T element : elements)
            result |= c.add(element);//result和c.add(element)按位或運算,然後賦值給result
        return result;
    }

四.Java8可通過stream流將3種基本類型數組轉為List如果JDK版本在1.8以上,可以使用流stream來將下列3種數組快速轉為List,分別是int[]、long[]、double[],其他數據類型比如short[]、byte[]、char[],在JDK1.8中暫不支持。由於這只是一種常用方法的封裝,不再納入一種嶄新的數組轉List方式,暫時算是java流送給我們的常用工具方法吧。
List<Integer> intList= Arrays.stream(new int[] { 1, 2, 3, }).boxed().collect(Collectors.toList());
List<Long> longList= Arrays.stream(new long[] { 1, 2, 3 }).boxed().collect(Collectors.toList());
List<Double> doubleList= Arrays.stream(new double[] { 1, 2, 3 }).boxed().collect(Collectors.toList());

如果是String數組,可以使用Stream流這樣轉換:
String[] arrays = {"tom", "jack", "kate"};
List<String> stringList= Stream.of(arrays).collect(Collectors.toList());

補充:回答評論中的疑問問題: 有評論提出:數組類型如果是整型數組,轉為List時,會報錯?答案: 在JDK1.8環境中測試,這三種轉換方式是沒有問題的。放心使用。對於Integer[]整型數組轉List的方法和測試結果如下:
Integer[] intArray1 = new Integer[2];
List<Integer> list1 = Arrays.asList(intArray1);
System.out.println(list1);

Integer[] intArray2 = new Integer[2];
List<Integer> list2 = new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(intArray2)) ;
list2.add(2);
System.out.println(list2);

Integer[] intArray3 = new Integer[2];
List<Integer> list3 = new ArrayList<Integer>(intArray3.length);
Collections.addAll(list3, intArray3);
list3.add(3);
System.out.println(list3);

綜上,整型Integer[]數組轉List的正確方式應該是這樣的。猜想你們遇到的問題: 由於評論沒有給出報錯的代碼,所以我猜想你們出現的錯誤可能是這樣轉換的:
int[] intArray1 = new int[2];
List<Integer> list1 = Arrays.asList(intArray1);//此處報錯!!!

報錯原因:等號兩邊類型不一致,當然編譯不通過。分析見下文。那麼在聲明數組時,用int[] 還是Integer[],哪種聲明方式才能正確的轉為List呢?答案: 只能用Integer[]轉List,即只能用基本數據類型的包裝類型,才能直接轉為List。我們來看List在Java源碼中的定義(別害怕看不懂源碼,看我分析,很易懂的):
public interface List<E> extends Collection<E> {省略…}

再來看Arrays.asList()的在Java源碼定義:
 public static <T> List<T> asList(T... a) {
        return new ArrayList<>(a);
    }

從上述源碼中可以看出,List聲明時,需要傳遞一個泛型作為形參,`asList()`參數類型也是泛型中的通配類型。Java中所有的泛型必須是引用類型什麼是引用類型?Integer是引用類型,那int是什麼類型?int是基本數據類型,不是引用類型。這就是為什麼java中沒有List,而只有List。舉一反三:其他8種基本數據類型byte、short、int、long、float、double、char也都不是引用類型,所以8種基本數據類型都不能作為List的形參。但String、數組、class、interface是引用類型,都可以作為List的形參,所以存在List接口類型的集合、List數組類型的集合、List類的集合。但不存在list、list 等基本類型的集合。有了上述基礎知識後,再來看為什麼下面兩行代碼第二行能編譯通過,第三行卻編譯報錯?
int[] intArray1 = new int[1]; 
Arrays.asList(intArray1);//編譯不報錯
List<Integer> list1 = Arrays.asList( intArray1);//編譯報錯

第二行代碼,Arrays.asList()方法的入參是個引用類型的int[],那麼返回值類型一定是List ,其完整代碼是:List intsArray = Arrays.asList(intArray1);,所以編譯通過,沒問題。第三行報錯,因為等號兩邊的類型不一致,左邊:List,右邊List,所以編譯時就報錯。總結現在你應該明白,為什麼int[]不能直接轉換為List,而Integer[]就可以轉換為List了吧。因為List中的泛型必須是引用類型,int是基本數據類型,不是引用類型,但int的包裝類型Integer是class類型,屬於引用類型,所以Integer可以作為List形參,List在java中是可以存在的,但不存在List類型。

在編碼時,我們不光要知其然,還要知其所以然,通過分析JDK源碼,才能得出一手信息,不僅了解到了如何用,還能得出為何這樣用。

END

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