【Java集合】 - 技术栈

Collections.singletonList() 是 Java 中 java.util.Collections 类提供的一个创建不可变的单元素列表的实用方法。它的核心目的是高效、安全地创建一个仅包含一个指定元素的列表。以下是其主要用法和关键特性：

📌 1. 核心语法

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public static <T> List<T> singletonList(T o)

参数 o：要放入列表的唯一元素。
返回值 ：一个不可修改 （Immutable）的 List 对象，仅包含元素 o。

🛠 2. 基本用法示例

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// 创建一个只包含字符串 "Hello" 的不可变列表
List<String> singleElementList = Collections.singletonList("Hello");

// 输出: [Hello]
System.out.println(singleElementList);

// 尝试修改列表 (会抛出异常!)
singleElementList.add("World"); // ❌ 抛出 UnsupportedOperationException
singleElementList.remove(0);    // ❌ 同样抛出 UnsupportedOperationException
singleElementList.set(0, "Hi"); // ❌ 抛出 UnsupportedOperationException

⚡ 3. 关键特性

单元素 ：严格只包含一个元素，初始化后无法添加、删除或替换元素。
不可变性 (Immutable) ：返回的列表是只读的。任何试图修改列表的操作（add, remove, set, clear）都会抛出 UnsupportedOperationException。
空间与效率 ：相比 new ArrayList<>(Arrays.asList(element)) 或手动创建 ArrayList 并添加一个元素，singletonList() 在内存占用和性能上更高效，因为它底层是为单元素场景优化的特殊实现。

null 支持 ：允许元素为 null。

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List<Object> nullList = Collections.singletonList(null); // 有效

🆚 4. 与其他方法的比较

方法	元素数量	可变性	典型用途	内存效率
`Collections.singletonList(e)`	仅1个	不可变	传递单元素只读集合	✅ 最高
`Arrays.asList(e)`	1个或更多	部分可变	快速创建固定大小列表	✅ 高
`new ArrayList<>() + add(e)`	任意	完全可变	需要动态修改的列表	❌ 较低

与 Arrays.asList(element) 的区别 ：
- Arrays.asList 创建的列表大小固定 （不能增删），但可以修改已有位置的元素 (set 方法可用)。
- Collections.singletonList 创建的列表完全不可修改 （包括 set 操作）。
- Arrays.asList 可以接受多个元素，singletonList 严格一个。

💡 5. 典型应用场景

API 参数传递 ：当某个方法要求传入一个 Collection 或 List 类型的参数，但你只需要传递一个元素时。

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// 例如：JPA 查询设置参数
Query query = em.createQuery("SELECT u FROM User u WHERE u.id = :id");
query.setParameter("id", userId); // 单个参数通常直接传值
// 但如果 API 要求传 Collection（如 IN 查询）:
Query inQuery = em.createQuery("SELECT u FROM User u WHERE u.status IN :statuses");
inQuery.setParameter("statuses", Collections.singletonList("ACTIVE")); // ✅ 安全高效

返回值 ：方法需要返回一个只读的、包含单个结果的列表。

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public List<Result> findLatestResult() {
    Result latest = ... // 获取最新结果的逻辑
    if (latest != null) {
        return Collections.singletonList(latest); // 返回不可变单元素列表
    } else {
        return Collections.emptyList(); // 返回空列表
    }
}

避免空指针 ：替代可能返回 null 的方法，返回一个空列表 (emptyList()) 或单元素列表 (singletonList()) 更符合"空集合优于 null"的最佳实践。

结合流操作 (Streams) ：作为 Stream 操作的输入源。

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Stream.of("A", "B", "C")
      .flatMap(s -> Collections.singletonList(s.toLowerCase()).stream()) // 将每个元素转为小写列表再扁平化
      .forEach(System.out::println); // 输出 a, b, c

⚠ 6. 重要注意事项

禁止修改 ：永远记住返回的列表不能进行任何结构性修改（增删）或内容修改（set）。
不可序列化 ：返回的列表实现 (SingletonList) 未实现 Serializable 接口。如果需要序列化包含单元素的列表，应使用其他方式（如 new ArrayList<>(Collections.singletonList(e))，但会失去不可变性和内存效率）。
替代方案 ：
- Java 9+ ：优先使用 List.of(element) 创建不可变单元素列表 。List.of() 是更现代、更推荐的方式（同样不可变，且支持序列化）。
- 可变的单元素列表 ：使用 new ArrayList<>(Arrays.asList(element)) 或直接创建 ArrayList 并添加元素。

📚 总结
Collections.singletonList(element) 是创建高效、内存友好且严格不可变的单元素列表 的标准方法。它在传递只读单元素集合、避免 null 返回、配合 API 设计等场景中非常有用。但在 Java 9 及以上版本，更推荐使用 List.of(element) 作为其现代替代品。务必牢记其不可变性限制，避免运行时异常。

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