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Java 中 List 的初始化：基础、用法与最佳实践

简介

在 Java 编程中，List 是一种常用的集合类型，它允许我们有序地存储和操作元素。正确且高效地初始化 List 是编写高质量 Java 代码的重要环节。本文将深入探讨 Java 中 List 初始化的基础概念、多种使用方法、常见实践场景以及最佳实践建议，帮助读者更好地掌握这一关键知识点。

目录

  1. 基础概念
  2. 使用方法
    • 传统方式初始化
    • 使用 Arrays.asList() 初始化
    • 使用 Collections.addAll() 初始化
    • Java 9 及以上的工厂方法初始化
    • 使用构造函数初始化
  3. 常见实践
    • 初始化固定元素的 List
    • 动态初始化 List
    • 从其他集合初始化 List
  4. 最佳实践
    • 选择合适的初始化方式
    • 不可变 List 的初始化
    • 性能优化
  5. 小结
  6. 参考资料

基础概念

List 是 Java 集合框架中的一个接口，它继承自 Collection 接口。List 的主要特点是有序存储元素，允许元素重复，并且可以通过索引访问元素。在初始化 List 时，我们需要选择具体的实现类，常见的实现类有 ArrayList、LinkedList 等。不同的实现类在性能、内存占用等方面有所差异，这也会影响到初始化的方式和选择。

使用方法

传统方式初始化

最基本的初始化 List 的方式是创建具体实现类的实例，并通过 add() 方法逐个添加元素。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class TraditionalInitialization {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Apple");
        list.add("Banana");
        list.add("Cherry");
        System.out.println(list);
    }
}

使用 Arrays.asList() 初始化

Arrays.asList() 方法可以将数组转换为 List。

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class ArraysAsListInitialization {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = Arrays.asList("Apple", "Banana", "Cherry");
        System.out.println(list);
    }
}

需要注意的是，通过 Arrays.asList() 创建的 List 是固定大小的，不支持 add()、remove() 等会改变列表大小的操作。

使用 Collections.addAll() 初始化

Collections.addAll() 方法可以将多个元素添加到已有的 List 中。

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

public class CollectionsAddAllInitialization {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list, "Apple", "Banana", "Cherry");
        System.out.println(list);
    }
}

Java 9 及以上的工厂方法初始化

Java 9 引入了更简洁的工厂方法来创建不可变 List。

import java.util.List;

public class Java9FactoryMethodInitialization {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = List.of("Apple", "Banana", "Cherry");
        System.out.println(list);
    }
}

通过 List.of() 创建的 List 是不可变的，一旦创建，不能添加、删除或修改元素。

使用构造函数初始化

可以使用一个现有集合作为参数来初始化 List。

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class ConstructorInitialization {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> sourceList = Arrays.asList("Apple", "Banana", "Cherry");
        List<String> newList = new ArrayList<>(sourceList);
        System.out.println(newList);
    }
}

常见实践

初始化固定元素的 List

当需要创建一个包含固定元素的 List 时，Java 9 的 List.of() 方法或者 Arrays.asList() 是很好的选择。例如，创建一个包含一周七天的 List：

import java.util.List;

public class FixedElementsList {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> daysOfWeek = List.of("Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday", "Saturday", "Sunday");
        System.out.println(daysOfWeek);
    }
}

动态初始化 List

在程序运行过程中根据用户输入或其他条件动态添加元素时，传统的通过 add() 方法逐个添加元素的方式更为合适。例如，从用户输入中读取多个整数并存储到 List 中：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;

public class DynamicInitialization {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        System.out.println("Enter numbers (type -1 to stop):");
        while (true) {
            int num = scanner.nextInt();
            if (num == -1) {
                break;
            }
            numbers.add(num);
        }
        System.out.println(numbers);
        scanner.close();
    }
}

从其他集合初始化 List

如果已有一个集合，需要将其元素转换为 List，可以使用构造函数初始化。例如，从一个 Set 初始化 List：

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.Set;

public class InitializeFromOtherCollection {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> set = new HashSet<>(Arrays.asList("Apple", "Banana", "Cherry"));
        List<String> list = new ArrayList<>(set);
        System.out.println(list);
    }
}

最佳实践

选择合适的初始化方式

根据具体需求选择合适的初始化方式。如果需要创建不可变且元素固定的 List，优先使用 Java 9 的 List.of() 方法；如果需要动态添加元素，使用传统的 add() 方法或 Collections.addAll() 更为合适；如果要从数组转换为 List，Arrays.asList() 是不错的选择。

不可变 List 的初始化

尽量使用不可变 List 来提高代码的安全性和可维护性。Java 9 的 List.of() 方法创建的 List 是不可变的，在不需要修改 List 内容的场景下，应优先使用这种方式。

性能优化

在初始化大型 List 时，性能是需要考虑的因素。例如，ArrayList 在初始化时可以指定初始容量，避免频繁的扩容操作，提高性能。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class PerformanceOptimization {
    public static void main(String[] args) {
        int initialCapacity = 1000;
        List<String> list = new ArrayList<>(initialCapacity);
        // 添加元素的操作
    }
}

小结

本文详细介绍了 Java 中 List 初始化的多种方式，包括传统方式、Arrays.asList()、Collections.addAll()、Java 9 的工厂方法以及构造函数初始化等。同时，探讨了不同初始化方式在常见实践场景中的应用，以及一些最佳实践建议，如选择合适的初始化方式、使用不可变 List 和性能优化等。通过深入理解和掌握这些知识，读者能够在编写 Java 代码时更加高效地初始化和使用 List。

参考资料