Java进阶——常用工具类

日常开发中，Arrays、Collections 和 Objects 是非常实用的工具类，提供了丰富的功能，从而可以更高效地处理数组、集合和对象。本文将详细介绍这三个工具类的重要知识细节。

本文目录

- [一、 Arrays](#一、 Arrays)
- - - 数组转集合
    - 并行排序优化
    - [Stream 支持](#Stream 支持)
- [二、 Collections](#二、 Collections)
- - - 同步包装
    - 排序与查找
- [三、 Objects](#三、 Objects)
- 性能对比
- 总结

一、 Arrays

数组转集合

将数组转换为集合是一个常见的操作，但需要注意的是，Arrays.asList() 返回的 List 是固定大小的，不支持 add 和 remove 操作。

java 复制代码

String[] skus = {"A001", "B002"};
List<String> skuList = Arrays.asList(skus); 
// 不支持 add/remove
skuList.add("C003"); // 抛出 UnsupportedOperationException

并行排序优化

当处理大量数据时，Arrays.parallelSort() 可以利用多核并行排序，比串行排序快 2 - 3 倍。

java 复制代码

int[] orderAmounts = getLargeOrderData(); // 假设有10 万+数据
Arrays.parallelSort(orderAmounts); // 多核并行排序

Stream 支持

Arrays.stream() 可以将数组转换为流，方便进行各种流操作。

java 复制代码

// 统计订单数量
long bigOrders = Arrays.stream(orderAmounts)
                       .filter(amount -> amount > 10000)
                       .count();

二、 Collections

同步包装

Collections.synchronizedList() 可以创建线程安全的集合，但遍历时仍需手动同步。

java 复制代码

// 创建线程安全的购物车
List<CartItem> cart = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
synchronized(cart) {
    for (CartItem item : cart) {
        processItem(item);
    }
}

排序与查找

Collections.sort() 可以对集合进行排序，Collections.binarySearch() 可以进行二分查找，但二分查找前必须先排序。

java 复制代码

// 按价格排序商品
List<Product> products = getProducts();
Collections.sort(products, Comparator.comparing(Product::getPrice));

// 二分查找
int index = Collections.binarySearch(products, targetProduct, priceComparator);

三、 Objects

空安全比较

Objects.equals() 可以自动处理 null 值，避免 NullPointerException。

java 复制代码

public boolean isSameUser(User u1, User u2) {
    return Objects.equals(u1.getUserId(), u2.getUserId()); 
    // 自动处理 null 值
}

参数校验

Objects.requireNonNull() 可以对参数进行非空校验，Objects.requireNonNullElse() 可以自定义空值异常消息。

java 复制代码

public void processOrder(Order order) {
    Objects.requireNonNull(order, "订单不能为 null");
    // 其他处理...
}

// 自定义空值异常消息
String address = Objects.requireNonNullElse(
    user.getAddress(), 
    "默认地址"
);

空值链式处理

Objects.requireNonNullElse() 可以进行多层空值防护。

java 复制代码

// 获取用户所在城市（多层空值防护）
String city = Objects.requireNonNullElse(
    user.getAddress(),
    new Address()
).getCity();

以上只是总结了工具类经常使用的方法，类中还有更多使用方法，可以多看看哦。

性能对比

操作	推荐方案	避免方案	原因
空集合返回	`Collections.emptyList()`	`new ArrayList<>(0)`	节省内存，语义明确
数组转集合	`new ArrayList<>(Arrays.asList(arr))`	直接使用 `Arrays.asList()`	避免固定大小限制
深度哈希码计算	`Objects.hash(field1, field2, ...)`	手动拼接哈希码	自动处理 null 和数组
线程安全集合遍历	手动 `synchronized` 块	依赖 `synchronizedXXX()`	防止并发修改异常

总结

Arrays ：专注数组操作，注意 asList 的固定大小特性。
Collections：提供集合工具方法，理解不可变/同步集合的局限。
Objects ：空值处理和参数校验，避免 NullPointerException。

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