Immutable Collections: 真正的不可修改的集合
大家都用过 Collections.unmodifiableXXX() 来做一个不可修改的集合。例如你要构造存储常量的 Set，你可以这样来做 :
Set<String> set = new HashSet<String>(Arrays.asList(new String[]{"RED", "GREEN"}));
Set<String> unmodifiableSet = Collections.unmodifiableSet(set);
这看上去似乎不错，因为每次调 unmodifiableSet.add() 都会抛出一个 UnsupportedOperationException。感觉安全了？慢！如果有人在原来的 set 上 add 或者 remove 元素会怎么样？结果 unmodifiableSet 也是被 add 或者 remove 元素了。而且构造这样一个简单的 set 写了两句长的代码。下面看看 ImmutableSet 是怎么来做地更安全和简洁 :
ImmutableSet<String> immutableSet = ImmutableSet.of("RED", "GREEN");
就这样一句就够了，而且试图调 add 方法的时候，它一样会抛出 UnsupportedOperationException。重要的是代码的可读性增强了不少，非常直观地展现了代码的用意。如果像之前这个代码保护一个 set 怎么做呢？你可以 :
ImmutableSet<String> immutableSet = ImmutableSet.copyOf(set);
从构造的方式来说，ImmutableSet 集合还提供了 Builder 模式来构造一个集合 :
Builder<String> builder = ImmutableSet.builder();
ImmutableSet<String> immutableSet = builder.add("RED").addAll(set).build();
在这个例子里面 Builder 不但能加入单个元素还能加入既有的集合。
除此之外，Guava Collections 还提供了各种 Immutable 集合的实现：ImmutableList，ImmutableMap，ImmutableSortedSet，ImmutableSortedMap。
Multiset: 把重复的元素放入集合
你可能会说这和 Set 接口的契约冲突，因为 Set 接口的 JavaDoc 里面规定不能放入重复元素。事实上，Multiset 并没有实现 java.util.Set 接口，它更像是一个 Bag。普通的 Set 就像这样 :[car, ship, bike]，而 Multiset 会是这样 : [car x 2, ship x 6, bike x 3]。
譬如一个 List 里面有各种字符串，然后你要统计每个字符串在 List 里面出现的次数 :
Map<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>();
for(String word : wordList){
Integer count = map.get(word);
map.put(word, (count == null) ? 1 : count + 1);
}
//count word “the”
Integer count = map.get(“the”);
如果用 Multiset 就可以这样 :
HashMultiset<String> multiSet = HashMultiset.create(); multiSet.addAll(wordList); //count word “the” Integer count = multiSet.count(“the”);
这样连循环都不用了，而且 Multiset 用的方法叫 count，显然比在 Map 里面调 get 有更好的可读性。Multiset 还提供了 setCount 这样设定元素重复次数的方法，虽然你可以通过使用 Map 来实现类似的功能，但是程序的可读性比 Multiset 差了很多。
常用实现 Multiset 接口的类有：
- HashMultiset: 元素存放于 HashMap
- LinkedHashMultiset: 元素存放于 LinkedHashMap，即元素的排列顺序由第一次放入的顺序决定
- TreeMultiset:
元素被排序存放于TreeMap - EnumMultiset: 元素必须是 enum 类型
- ImmutableMultiset: 不可修改的 Mutiset
看到这里你可能已经发现 Guava Collections 都是以 create 或是 of 这样的静态方法来构造对象。这是因为这些集合类大多有多个参数的私有构造方法，由于参数数目很多，客户代码程序员使用起来就很不方便。而且以这种方式可以返回原类型的子类型对象。另外，对于创建范型对象来讲，这种方式更加简洁。
Muitimap 就是一个 key 对应多个 value 的数据结构。看上去它很像 java.util.Map 的结构，但是 Muitimap 不是 Map，没有实现 Map 的接口。设想你对 Map 调了 2 次参数 key 一样的 put 方法，结果就是第 2 次的 value 覆盖了第 1 次的 value。但是对 Muitimap 来说这个 key 同时对应了 2 个 value。所以 Map 看上去是 : {k1=v1, k2=v2,...}，而 Muitimap 是 :{k1=[v1, v2, v3], k2=[v7, v8],....}。
举个记名投票的例子。所有选票都放在一个 List<Ticket> 里面，List 的每个元素包括投票人和选举人的名字。我们可以这样写 :
//Key is candidate name, its value is his voters
HashMap<String, HashSet<String>> hMap = new HashMap<String, HashSet<String>>();
for(Ticket ticket: tickets){
HashSet<String> set = hMap.get(ticket.getCandidate());
if(set == null){
set = new HashSet<String>();
hMap.put(ticket.getCandidate(), set);
}
set.add(ticket.getVoter());
}
我们再来看看 Muitimap 能做些什么 :
HashMultimap<String, String> map = HashMultimap.create();
for(Ticket ticket: tickets){
map.put(ticket.getCandidate(), ticket.getVoter());
}
就这么简单！
Muitimap 接口的主要实现类有：
- HashMultimap: key 放在 HashMap，而 value 放在 HashSet，即一个 key 对应的 value 不可重复
- ArrayListMultimap: key 放在 HashMap，而 value 放在 ArrayList，即一个 key 对应的 value 有顺序可重复
- LinkedHashMultimap: key 放在 LinkedHashMap，而 value 放在 LinkedHashSet，即一个 key 对应的 value 有顺序不可重复
- TreeMultimap: key 放在 TreeMap，而 value 放在 TreeSet，即一个 key 对应的 value 有排列顺序
- ImmutableMultimap: 不可修改的 Multimap
BiMap: 双向 Map
BiMap 实现了 java.util.Map 接口。它的特点是它的 value 和它 key 一样也是不可重复的，换句话说它的 key 和 value 是等价的。如果你往 BiMap 的 value 里面放了重复的元素，就会得到 IllegalArgumentException。
举个例子，你可能经常会碰到在 Map 里面根据 value 值来反推它的 key 值的逻辑：
for(Map.Entry<User, Address> entry : map.entreSet()){
if(entry.getValue().equals(anAddess)){
return entry.getKey();
}
}
return null;
如果把 User 和 Address 都放在 BiMap，那么一句代码就得到结果了：
return biMap.inverse().get(anAddess);
这里的 inverse 方法就是把 BiMap 的 key 集合 value 集合对调，因此 biMap == biMap.inverse().inverse()。
BiMap的常用实现有：
HashBiMap: key 集合与 value 集合都有 HashMap 实现
EnumBiMap: key 与 value 都必须是 enum 类型
ImmutableBiMap: 不可修改的 BiMap
MapMaker 是用来构造 ConcurrentMap 的工具类。为什么可以把 MapMaker 叫做超级强大？看了下面的例子你就知道了。首先，它可以用来构造 ConcurrentHashMap:
//ConcurrentHashMap with concurrency level 8
ConcurrentMap<String, Object> map1 = new MapMaker()
.concurrencyLevel(8)
.makeMap();
或者构造用各种不同 reference 作为 key 和 value 的 Map:
//ConcurrentMap with soft reference key and weak reference value
ConcurrentMap<String, Object> map2 = new MapMaker()
.softKeys()
.weakValues()
.makeMap();
或者构造有自动移除时间过期项的 Map:
//Automatically removed entries from map after 30 seconds since they are created
ConcurrentMap<String, Object> map3 = new MapMaker()
.expireAfterWrite(30, TimeUnit.SECONDS)
.makeMap();
或者构造有最大限制数目的 Map：
//Map size grows close to the 100, the map will evict
//entries that are less likely to be used again
ConcurrentMap<String, Object> map4 = new MapMaker()
.maximumSize(100)
.makeMap();
或者提供当 Map 里面不包含所 get 的项，而需要自动加入到 Map 的功能。这个功能当 Map 作为缓存的时候很有用 :
//Create an Object to the map, when get() is missing in map
ConcurrentMap<String, Object> map5 = new MapMaker()
.makeComputingMap(
new Function<String, Object>() {
public Object apply(String key) {
return createObject(key);
}});
这些还不是最强大的特性，最厉害的是 MapMaker 可以提供拥有以上所有特性的 Map:
//Put all features together!
ConcurrentMap<String, Object> mapAll = new MapMaker()
.concurrencyLevel(8)
.softKeys()
.weakValues()
.expireAfterWrite(30, TimeUnit.SECONDS)
.maximumSize(100)
.makeComputingMap(
new Function<String, Object>() {
public Object apply(String key) {
return createObject(key);
}});
Ordering class: 灵活的多字段排序比较器
要对集合排序或者求最大值最小值，首推 java.util.Collections 类，但关键是要提供 Comparator 接口的实现。假设有个待排序的 List<Foo>，而 Foo 里面有两个排序关键字 int a, int b 和 int c:
Collections.sort(list, new Comparator<Foo>(){
@Override
public int compare(Foo f1, Foo f2) {
int resultA = f1.a – f2.a;
int resultB = f1.b – f2.b;
return resultA == 0 ? (resultB == 0 ? f1.c – f2.c : resultB) : resultA;
}});
这看上去有点眼晕，如果用一串 if-else 也好不到哪里去。看看 ComparisonChain 能做到什么 :
Collections.sort(list, new Comparator<Foo>(){
@Override
return ComparisonChain.start()
.compare(f1.a, f2.a)
.compare(f1.b, f2.b)
.compare(f1.c, f2.c).result();
}});
如果排序关键字要用自定义比较器，compare 方法也有接受 Comparator 的重载版本。譬如 Foo 里面每个排序关键字都已经有了各自的 Comparator，那么利用 ComparisonChain 可以 :
Collections.sort(list, new Comparator<Foo>(){
@Override
return ComparisonChain.start()
.compare(f1.a, f2.a, comparatorA)
.compare(f1.b, f2.b, comparatorB)
.compare(f1.c, f2.c, comparatorC).result();
}});
Ordring 类还提供了一个组合 Comparator 对象的方法。而且 Ordring 本身实现了 Comparator 接口所以它能直接作为 Comparator 使用：
Ordering<Foo> ordering = Ordering.compound(
Arrays.asList(comparatorA, comparatorB, comparatorc));
Collections.sort(list, ordering);
其他特性 :
过滤器：利用 Collections2.filter() 方法过滤集合中不符合条件的元素。譬如过滤一个 List<Integer> 里面小于 10 的元素 :
Collection<Integer> filterCollection =
Collections2.filter(list, new Predicate<Integer>(){
@Override
public boolean apply(Integer input) {
return input >= 10;
}});
当然，你可以自己写一个循环来实现这个功能，但是这样不能保证之后小于 10 的元素不被放入集合。filter 的强大之处在于返回的 filterCollection 仍然有排斥小于 10 的元素的特性，如果调 filterCollection.add(9) 就会得到一个 IllegalArgumentException。
转换器：利用 Collections2.transform() 方法来转换集合中的元素。譬如把一个 Set<Integer> 里面所有元素都转换成带格式的 String 来产生新的 Collection<String>:
Collection<String> formatCollection =
Collections2.transform(set, new Function<Integer, String>(){
@Override
public String apply(Integer input) {
return new DecimalFormat("#,###").format(input);
}} );