Java中如何创建固定长度列表

在Java中，创建固定长度列表的方法主要有：使用Arrays.asList()、Collections.nCopies()、使用ArrayList并手动实现不可变性。其中，使用Arrays.asList()是最常见的方式，它能将数组转换成一个定长列表。接下来，我们详细讨论使用Arrays.asList()的方法。

使用Arrays.asList()可以方便地将一个数组转换为一个定长列表。例如：

List<String> fixedList = Arrays.asList("A", "B", "C");

这个方法创建的列表是固定长度的，不能添加或删除元素，但是可以修改已有的元素。需要注意的是，这种方式创建的列表实际是数组的一个视图，所以对列表的修改会直接反映到原数组上。

一、使用Arrays.asList()创建固定长度列表

1、基本用法

Arrays.asList()方法是Java中最常用的创建固定长度列表的方法。它可以将一个数组转换为一个不可变的列表。具体用法如下：

List<String> fixedList = Arrays.asList("A", "B", "C");

这个方法返回的列表大小是固定的，不能添加或删除元素，但是可以修改已有的元素。例如：

fixedList.set(0, "X"); // 允许，修改第一个元素为 "X"

fixedList.add("D"); // 不允许，会抛出UnsupportedOperationException异常

2、注意事项

使用Arrays.asList()创建的列表实际是数组的一个视图。因此，对列表的修改会直接反映到原数组上，反之亦然。例如：

String[] array = {"A", "B", "C"};

List<String> fixedList = Arrays.asList(array);
fixedList.set(0, "X");
System.out.println(array[0]); // 输出 "X"

这种行为可能会导致意外的结果，因此在使用时需要特别注意。

二、使用Collections.nCopies()创建固定长度列表

1、基本用法

Collections.nCopies()方法可以创建一个包含多个相同元素的固定长度列表。具体用法如下：

List<String> fixedList = Collections.nCopies(3, "A");

这个方法返回的列表是不可变的，既不能添加或删除元素，也不能修改已有的元素。例如：

fixedList.set(0, "X"); // 不允许，会抛出UnsupportedOperationException异常

fixedList.add("D"); // 不允许，会抛出UnsupportedOperationException异常

2、适用场景

Collections.nCopies()方法适用于需要创建包含多个相同元素的固定长度列表的场景。例如：

List<Integer> zeros = Collections.nCopies(10, 0); // 创建一个包含10个0的列表

需要注意的是，这种方法创建的列表是不可变的，因此不能对其进行任何修改操作。

三、使用ArrayList并手动实现不可变性

1、基本用法

虽然ArrayList本身是可变的，但是可以通过手动实现不可变性来创建一个固定长度的列表。例如：

List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B", "C"));

List<String> fixedList = Collections.unmodifiableList(list);

这样创建的列表是不可变的，既不能添加或删除元素，也不能修改已有的元素。例如：

fixedList.set(0, "X"); // 不允许，会抛出UnsupportedOperationException异常

fixedList.add("D"); // 不允许，会抛出UnsupportedOperationException异常

2、适用场景

这种方法适用于需要在创建列表之后保证其不可变性的场景。例如：

List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B", "C"));

// 进行一些操作
List<String> fixedList = Collections.unmodifiableList(list);

通过这种方式，可以在创建列表之后对其进行一些初始操作，然后将其转换为不可变的固定长度列表。

四、使用Stream API创建固定长度列表

1、基本用法

Java 8引入的Stream API也可以用来创建固定长度列表。例如：

List<String> fixedList = Stream.of("A", "B", "C").collect(Collectors.toList());

这种方法创建的列表是可变的，如果需要将其转换为不可变的固定长度列表，可以使用Collections.unmodifiableList()方法。例如：

List<String> fixedList = Collections.unmodifiableList(Stream.of("A", "B", "C").collect(Collectors.toList()));

2、适用场景

Stream API适用于需要对元素进行一些操作后再创建列表的场景。例如：

List<String> fixedList = Collections.unmodifiableList(Stream.of("A", "B", "C")

    .map(String::toLowerCase)
    .collect(Collectors.toList()));

通过这种方式，可以在创建列表之前对元素进行一些操作，然后将其转换为不可变的固定长度列表。

五、使用Guava库创建固定长度列表

1、基本用法

Guava是Google推出的一个开源Java库，其中包含了许多实用的集合工具类。使用Guava库可以方便地创建固定长度列表。例如：

List<String> fixedList = ImmutableList.of("A", "B", "C");

这种方法创建的列表是不可变的，既不能添加或删除元素，也不能修改已有的元素。例如：

fixedList.set(0, "X"); // 不允许，会抛出UnsupportedOperationException异常

fixedList.add("D"); // 不允许，会抛出UnsupportedOperationException异常

2、适用场景

Guava库适用于需要在代码中频繁使用集合工具类的场景。例如：

List<String> fixedList = ImmutableList.of("A", "B", "C");

通过这种方式，可以方便地创建不可变的固定长度列表，并且代码更加简洁和易读。

六、使用Apache Commons Collections创建固定长度列表

1、基本用法

Apache Commons Collections是Apache基金会推出的一个开源Java库，其中包含了许多实用的集合工具类。使用Apache Commons Collections可以方便地创建固定长度列表。例如：

List<String> fixedList = ListUtils.fixedSizeList(new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B", "C")));

这种方法创建的列表是不可变的，既不能添加或删除元素，也不能修改已有的元素。例如：

fixedList.set(0, "X"); // 不允许，会抛出UnsupportedOperationException异常

fixedList.add("D"); // 不允许，会抛出UnsupportedOperationException异常

2、适用场景

Apache Commons Collections适用于需要在代码中频繁使用集合工具类的场景。例如：

List<String> fixedList = ListUtils.fixedSizeList(new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B", "C")));

通过这种方式，可以方便地创建不可变的固定长度列表，并且代码更加简洁和易读。

七、比较不同方法的优缺点

1、Arrays.asList()

优点：简单易用，代码简洁。

缺点：创建的列表是数组的视图，对列表的修改会直接反映到原数组上，反之亦然。

2、Collections.nCopies()

优点：适用于创建包含多个相同元素的固定长度列表。

缺点：创建的列表是不可变的，不能对其进行任何修改操作。

3、ArrayList并手动实现不可变性

优点：可以在创建列表之后对其进行一些初始操作，然后将其转换为不可变的固定长度列表。

缺点：代码相对复杂，需要手动实现不可变性。

4、Stream API

优点：适用于需要对元素进行一些操作后再创建列表的场景。

缺点：代码相对复杂，需要使用Stream API。

5、Guava库

优点：方便地创建不可变的固定长度列表，代码简洁和易读。

缺点：需要引入外部库。

6、Apache Commons Collections

优点：方便地创建不可变的固定长度列表，代码简洁和易读。

缺点：需要引入外部库。

八、总结

在Java中，创建固定长度列表的方法有很多种，包括使用Arrays.asList()、Collections.nCopies()、使用ArrayList并手动实现不可变性、使用Stream API、使用Guava库和使用Apache Commons Collections。每种方法都有其优缺点，具体选择哪种方法取决于实际的应用场景和需求。

使用Arrays.asList()是最常见和简单的方法，适用于大多数场景。如果需要创建包含多个相同元素的固定长度列表，可以使用Collections.nCopies()方法。如果需要在创建列表之后对其进行一些初始操作，然后将其转换为不可变的固定长度列表，可以使用ArrayList并手动实现不可变性。

对于需要对元素进行一些操作后再创建列表的场景，可以使用Stream API。对于需要在代码中频繁使用集合工具类的场景，可以使用Guava库或Apache Commons Collections。这些外部库提供了许多实用的集合工具类，使代码更加简洁和易读。

总之，根据具体的应用场景和需求，选择合适的方法来创建固定长度列表，可以提高代码的可读性和维护性。

相关问答FAQs：

1. 如何在Java中创建一个固定长度的列表？

在Java中，可以使用数组或者ArrayList来创建一个固定长度的列表。使用数组的话，需要指定数组的长度，而ArrayList可以通过设置初始容量来实现固定长度。

2. 什么是固定长度列表？

固定长度列表是指在创建时指定了列表长度，并且无法在后续操作中改变长度的列表。这意味着不能向列表中添加或删除元素，只能修改已存在的元素。

3. 如何使用数组创建固定长度列表？

使用数组创建固定长度列表很简单，只需要声明一个数组并指定长度即可。例如，int[] list = new int[5];就创建了一个长度为5的整数数组作为固定长度列表。注意，一旦创建了这个数组，就不能再添加或删除元素了。