Guava库介绍之集合(Collection)相关的API

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本文是我写的Google开源的Java编程库Guava系列之一，主要介绍Guava中提供的集合(Collection)相关的API。

1. 一些小功能##

集合声明更简单###

Java中同质的范型集合是一个很大的特色，但是有些时候他们的构造函数有点太啰嗦了，比如：

Map<String, Map<String, Integer>> lookup = new HashMap<String, Map<String, Integer>>();

在Java 7中通过钻石操作符<>来允许有限的非正式的类型推导。上面的例子可以这样写：

Map<String, Map<String, Integer>> lookup = new HashMap<>();

Guava提供了一些使用范型来进行右侧类型推导的静态函数，使得集合的声明更简单,上面的例子可以这么写：

Map<String, Map<String, String>> map = Maps.newHashMap();

List<List<Map<String, String>>> list = Lists.newArrayList();

集合初始化更简单###

可以在集合声明时进行初始化

Set<String> set = Sets.newHashSet("one", "two", "three");

Map<String, String> map = ImmutableMap.of("ON", true, "OFF", false);

2. 不可变性(Immutability)##

大部分google提供的集合都提供不可变的版本。

当你不会修改一个集合，或者期望一个集合是固定不变的，那么一个很好的习惯是防御式地把它拷贝成一个不可变的集合。

注意

Guava中提供的不可变集合的实现是不允许有空值`null`的。因为通过研究Google内部代码库发现在集合中，只有5%的情况下是允许有空值的，剩下的95%情况下最好是遇到空值就快速失败(failing fast)。如果需要空值，可以使用JDK中提供的 Collections.unmodifiableList 这类允许空值的集合实现。

更多关于使用或者避免使用null的细节见Using And Avoiding Null Explained

不可变的好处：

可以放心的给不信任的库使用
线程安全:可以被多个线程使用而不会有竞争条件发生
不需要同步(synchronization)的逻辑，不需要支持互斥
设计和实现很简单。所有不可变的集合实现比可变版本的内存效率要高，分析见这里

如何使用###

有多种方法来得到一个不可变的集合：

使用of函数

ImmutableSet<Integer> numbers = ImmutableSet.of(10, 30, 40, 50);
使用copyOf函数

ImmutableSet<Integer> another = ImmutableSet.copyOf(numberSet);

所有不可变的集合都通过asList()提供了一个不可变的List(ImmutableList)视图。例如数据存储在一个ImmutableSortedSet里，可以通过sortedSet.asList().get(k)来获得第k个最小的元素。

JDK虽然提供了Collections.unmodifiableXXX方法，但是有一些问题：

非常笨重，使用起来很啰嗦，用着不爽
不安全：只有当没有对原始集合的引用时，这个函数返回的集合才是真的不可变的
不够高效：数据结构里还是有可变集合里关于并发修改的检查，存储哈希表的额外空间等。

3. 新的集合类型##

Guava引入的新的集合类型并没有暴露原始的构造函数，或者提供方便初始化操作的工具类，而是直接使用静态工厂函数，例如：

MultiMap<String, Integer> multiMap = HashMultiMap.create();

MultiMap###

容许一个key有多个值的MultiMap, MultiMap<K, V>可以取代传统的Map<K, Collection<V>>。也可以使用值为链表的ListMultiMap或者集合SetMultiMap。

Multiset###

Multiset支持添加多次相同的值，支持对值进行计数。

Multiset<Integer> multiSet = HashMultiset.create();

multiSet.add(10);

multiSet.add(30);

multiSet.add(30);

multiSet.add(40);

multiSet.count(30); // 2

multiSet.size(); // 4

Table###

表结构的数据类型Table,它像Map一样，但是支持两种键--行键(row key)和列键(column key)。

4. 谓语(Predicate)和过滤器(Filter)##

谓语(Predicate)是一个只包含一个返回布尔类型的函数的简单接口。它的作用是给定一个输入，判断是否满足条件。它可以用来过滤集合，例如实现一个过滤出老客户的Predicate。

static class LoyalCustomer implements Predicate<Customer> {

	public boolean apply(Customer customer) {

		return CustomerType.LOYAL == customer.getCustomerType();

	}

}

Collection<Customer> loyalCustomers =  	Collections2.filter(customers, new LoyalCustomer());

filter函数的语法是：

Collection<E> filter(Collection<E> unfiltered, Predicate<E> predicate)

内置的Predicate####

Predicates类包含了and，or，not in这几个静态函数来方便构建复杂的谓语。

Predicate<String> commonList = and(in(list1), in(list2, or(in(list3));

Predicates类也包含了很多非常方便的函数，例如notNull, instanceOf, contains等。

SortedMaps.filterValues(map, Predicates.notNull());

如果看到这里还意犹未尽的话，建议去看看源代码和单测的代码，里面有详尽的用法！

参考资料：

Immutable Collections

Collection Utilities

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