如何在Java中使集合只读？

在Java中，我们可以使用特定的方法和工具来确保集合对象的只读性。只读集合是指一旦创建后，就不允许对其进行任何修改操作，例如添加、删除或更新元素。

下面将介绍几种实现只读集合的方法和示例代码。

方法一：使用Collections类的unmodifiableXXX方法

Java的Collections类提供了一系列静态方法来创建只读集合。它的unmodifiableXXX系列方法可以将普通的集合转换为只读集合。

以下是一些常用的unmodifiableXXX方法和示例代码：

不可修改的List集合

import java.util.*;

List<String> mutableList = new ArrayList<>();
mutableList.add("元素1");
mutableList.add("元素2");

List<String> readOnlyList = Collections.unmodifiableList(mutableList);

// 任何修改操作都会抛出UnsupportedOperationException异常
readOnlyList.add("元素3"); // 编译时会报错

不可修改的Set集合

import java.util.*;

Set<String> mutableSet = new HashSet<>();
mutableSet.add("元素1");
mutableSet.add("元素2");

Set<String> readOnlySet = Collections.unmodifiableSet(mutableSet);

// 任何修改操作都会抛出UnsupportedOperationException异常
readOnlySet.add("元素3"); // 编译时会报错

不可修改的Map集合

import java.util.*;

Map<String, Integer> mutableMap = new HashMap<>();
mutableMap.put("键1", 1);
mutableMap.put("键2", 2);

Map<String, Integer> readOnlyMap = Collections.unmodifiableMap(mutableMap);

// 任何修改操作都会抛出UnsupportedOperationException异常
readOnlyMap.put("键3", 3); // 编译时会报错

方法二：使用Guava库的Immutable集合

Google Guava是一款功能强大的Java库，其中的Immutable集合提供了创建只读集合的另一种方法。

以下是使用Guava的Immutable集合创建只读集合的示例代码：

不可修改的List集合

import com.google.common.collect.*;

List<String> mutableList = new ArrayList<>();
mutableList.add("元素1");
mutableList.add("元素2");

ImmutableList<String> readOnlyList = ImmutableList.copyOf(mutableList);

// 任何修改操作都会抛出UnsupportedOperationException异常
readOnlyList.add("元素3"); // 编译时会报错

不可修改的Set集合

import com.google.common.collect.*;

Set<String> mutableSet = new HashSet<>();
mutableSet.add("元素1");
mutableSet.add("元素2");

ImmutableSet<String> readOnlySet = ImmutableSet.copyOf(mutableSet);

// 任何修改操作都会抛出UnsupportedOperationException异常
readOnlySet.add("元素3"); // 编译时会报错

不可修改的Map集合

import com.google.common.collect.*;

Map<String, Integer> mutableMap = new HashMap<>();
mutableMap.put("键1", 1);
mutableMap.put("键2", 2);

ImmutableMap<String, Integer> readOnlyMap = ImmutableMap.copyOf(mutableMap);

// 任何修改操作都会抛出UnsupportedOperationException异常
readOnlyMap.put("键3", 3); // 编译时会报错

这种方法的优点是简单且易于理解。但需要注意的是，当使用这种方法时，只读集合和原始集合是共享底层数据的，所以任何对原始集合的修改都会反映在只读集合中。

方法三：使用Java 9的of方法

自Java 9开始，Java标准库中的集合类提供了一种更简洁的创建只读集合的方法，即使用of方法。

以下是Java 9的of方法创建只读集合的示例代码：

创建只读List集合

import java.util.*;

List<String> readOnlyList = List.of("元素1", "元素2", "元素3");

// 任何修改操作都会抛出UnsupportedOperationException异常
readOnlyList.add("元素4"); // 编译时会报错

创建只读Set集合

import java.util.*;

Set<String> readOnlySet = Set.of("元素1", "元素2", "元素3");

// 任何修改操作都会抛出UnsupportedOperationException异常
readOnlySet.add("元素4"); // 编译时会报错

创建只读Map集合

import java.util.*;

Map<String, Integer> readOnlyMap = Map.of("键1", 1, "键2", 2, "键3", 3);

// 任何修改操作都会抛出UnsupportedOperationException异常
readOnlyMap.put("键4", 4); // 编译时会报错

这种方法的好处是代码更简洁，不需要通过中间变量进行转换。

总结

本文介绍了在Java中创建只读集合的三种常见方法：使用Collections类的unmodifiableXXX方法、使用Guava库的Immutable集合和使用Java 9的of方法。根据具体的需求和使用环境，选择适合的方法来确保集合的只读性。记住，只读集合可以避免意外的修改，提高代码的可靠性和安全性。