Java 不可变集合全面解析

在 Java 编程中，不可变集合是一种特殊类型的集合，一旦创建，其内容就不能被修改。这种特性使得不可变集合在某些场景下具有独特的优势。

创建不可变集合的应用场景

1. 数据不可修改的场景：当某个数据不应该被修改时，将其防御性地拷贝到不可变集合中是一种很好的实践。例如，一些配置信息、常量数据等，将它们放在不可变集合中，可以确保在程序运行过程中其内容不会被意外修改。

1. 安全调用不可信库：当集合对象需要被不可信的库调用时，使用不可变集合形式是安全的。因为不可变集合无法被外部修改，从而避免了被不可信代码篡改数据的风险。

简单理解

不可变集合的核心就是不想让别人修改集合中的内容，从而保证数据的安全性和稳定性。

创建不可变集合的书写格式

在 Java 的List、Set、Map接口中，都提供了静态的of方法，用于获取一个不可变的集合。具体方法如下：

方法名称	说明
static List of(E...elements)	创建一个具有指定元素的 List 集合对象
static Set of(E...elements)	创建一个具有指定元素的 Set 集合对象
static <K,V> Map<K, V> of(K k1, V v1, K k2, V v2,...)	创建一个具有指定键值对元素的 Map 集合对象

注意事项

1. 不可变操作限制：通过of方法创建的不可变集合，不能进行添加、删除和修改操作。一旦尝试进行这些操作，将会抛出UnsupportedOperationException异常。

1. Set 集合的唯一性：当使用of方法创建不可变的Set集合时，传入的参数必须保证唯一性。如果传入重复元素，在 Java 10 及以上版本会抛出IllegalArgumentException异常。

1. Map 集合的键唯一性：在创建不可变的Map集合时，键必须是唯一的。如果传入重复的键，同样会抛出IllegalArgumentException异常。

1. Map 集合的参数上限：Map接口的of方法，参数是有上限的，最多只能传递 20 个参数，即 10 个键值对。如果需要传递超过 10 个键值对对象，可以使用ofEntries方法。

创建 Map 的不可变集合

细节

1. 键的唯一性：同上述注意事项，Map 集合中键不能重复。

1. of 方法参数上限：最多传递 20 个参数，10 个键值对。

1. ofEntries 方法：当键值对数量超过 10 个时，在Map接口中可以使用ofEntries方法。该方法接受一个Map.Entry数组作为参数。

示例代码

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class ImmutableMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        /* 创建Map的不可变集合，键值对的数量超过10个*/
        //创建一个普通的Map集合
        HashMap<String, String> hm = new HashMap<>();
        hm.put("张三", "南京");
        hm.put("李四", "北京");
        hm.put("王五", "上海");
        hm.put("赵六", "北京");
        hm.put("孙七", "深圳");
        hm.put("M八", "杭州");
        hm.put("吴九", "字波");
        hm.put("翔古", "苏州");
        hm.put("刘…", "无锵");
        hm.put("陈二", "嘉兴");
        hm.put("aaa", "111");

        //利用上边的数据来获取一个不可变的集合
        // 方式一：使用ofEntries方法
        Map<String, String> map1 = Map.ofEntries(hm.entrySet().toArray(new Map.Entry[0]));
        // 方式二：使用copyOf方法，更为简洁
        Map<String, String> map2 = Map.copyOf(hm);

        System.out.println("使用ofEntries创建的不可变Map: " + map1);
        System.out.println("使用copyOf创建的不可变Map: " + map2);
    }
}

在上述代码中，展示了两种创建键值对数量超过 10 个的不可变Map集合的方法，一种是使用ofEntries方法，另一种是使用Map.copyOf方法，copyOf方法更为简洁直观。

希望通过这篇笔记，能帮助大家更好地理解和使用 Java 中的不可变集合，在实际编程中根据具体场景选择合适的集合类型。如果在使用过程中有任何疑问，欢迎在评论区留言交流。

内容有进一步修改意见，比如增减示例、调整结构，欢迎随时告诉我。