集合emptyList / singleton / singletonList / List / Set toArray

问题内容：

假设我有以下代码：

String[] left = { "1", "2" };
String[] leftNew = Collections.emptyList().toArray(left);
System.out.println(Arrays.toString(leftNew));

这将打印[null, 2]。这个排序
是有道理的，因为我们有一个空列表它是某种假设来处理那些我们传递一个数组，它是更大的，并设置第一个元素为空的事实。这可能是说第一个元素在空列表中不存在，因此将其设置为null。

但这仍然令人困惑，因为我们传递具有特定类型的数组只是为了帮助推断返回数组的类型。但是无论如何，这至少具有一定的逻辑。但是，如果我这样做：

String[] right = { "nonA", "b", "c" };
// or Collections.singletonList("a");
// or a plain List or Set; does not matter
String[] rightNew = Collections.singleton("a").toArray(right);
System.out.println(Arrays.toString(rightNew));

以前面的示例为参考，我希望这个示例可以显示：

["a", "b", "c"]

但是，它对我来说有点出乎意料，它会打印：

[a, null, c]

而且，当然，我去了明确表明这是预期的文档：

如果此集合适合于具有剩余空间的指定数组（即，数组中的元素多于该集合），则紧接该集合结尾的数组中的元素将设置为null。

好，很好，至少已记录在案。但后来说：

仅当调用者知道此集合不包含任何null元素时，这才对确定此集合的长度很有用。

这是文档中最让我感到困惑的部分：|

还有一个对我来说毫无意义的有趣示例：

String[] middle = { "nonZ", "y", "u", "m" };
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("z");
list.add(null);
list.add("z1");
System.out.println(list.size()); // 3

String[] middleNew = list.toArray(middle);
System.out.println(Arrays.toString(middleNew));

这将打印：

[z, null, z1, null]

因此，它清除了数组中的最后一个元素，但是为什么在第一个示例中不这样做呢？

有人可以在这里说些什么吗？

问题答案：

<T> T[] toArray(T[] a)Collection上的方法很奇怪，因为它试图同时实现两个目的。

首先，让我们看一下toArray()。这将从集合中获取元素，并将其返回到中Object[]。也就是说，返回数组的组件类型始终为Object。这很有用，但不能满足其他几个用例：

1）如果可能，调用者想重用现有的数组；和

2）调用者想指定返回数组的组件类型。

处理情况（1）原来是一个相当微妙的API问题。调用方想重用一个数组，因此显然需要传递它。与no-arg toArray()方法不同，no-arg
方法返回正确大小的数组，如果调用方的数组被重用，我们需要一种方法返回复制的元素数。好的，让我们有一个看起来像这样的API：

int toArray(T[] a)

调用者传入一个数组，该数组被重用，返回值是复制到其中的元素数。不需要返回该数组，因为调用者已经拥有对该数组的引用。但是，如果数组太小怎么办？好吧，也许抛出一个例外。实际上，这就是Vector.copyInto所做的。

void copyInto(Object[] anArray)

这是一个糟糕的API。它不仅不返回复制的元素数，而且IndexOutOfBoundsException如果目标数组太短也会抛出该异常。由于Vector是并发集合，因此大小可能在调用之前随时更改，因此调用方
无法保证目标数组具有足够的大小，也不知道复制的元素数。调用者唯一能做的就是将Vector锁定在整个序列周围：

synchronized (vec) {
    Object[] a = new Object[vec.size()];
    vec.copyInto(a);
}

啊!

Collections.toArray(T[])如果目标数组太小，API会通过采取不同的行为来避免此问题。不会抛出类似Vector.copyInto（）的异常，而是分配一个大小合适的
新
数组。这样就折衷了阵列重用的情况，以获得更可靠的操作。现在的问题是，调用者无法确定其数组是被重用还是分配了新的数组。因此，的返回值toArray(T[])需要返回一个数组：参数数组（如果足够大）或新分配的数组。

但是现在我们还有另一个问题。我们不再有办法告诉调用者从集合中复制到数组中的元素数量。如果目标数组是新分配的，或者数组恰好是正确的大小，则数组的长度就是复制的元素数。如果目标阵列比复制元件的数量较大，则该方法尝试进行通信，以复制的元素的数目的呼叫者，通过写null到阵列位置
一个超出
从集合中复制的最后一个元素。如果知道源集合没有空值，则调用者可以确定复制的元素数。调用之后，调用方可以搜索数组中的第一个空值。如果存在，则其位置确定要复制的元素数。如果数组中没有null，则知道复制的元素数等于数组的长度。

坦白说，这真是la脚。但是，考虑到当时对语言的限制，我承认我没有更好的选择。

我认为我从未见过任何重用数组或以这种方式检查null的代码。这可能是内存分配和垃圾回收昂贵的早期阶段的一个保留，因此人们希望尽可能多地重用内存。最近，使用此方法的惯用语已成为上述第二个用例，即按如下所述建立所需的数组组件类型：

MyType[] a = coll.toArray(new MyType[0]);

（为此目的分配一个零长度的数组似乎很浪费，但是事实证明，JIT编译器可以优化这种分配，并且明显的替代方案toArray(new MyType[coll.size()])实际上要慢一些。这是因为需要将数组初始化为，然后将其填充为集合的内容。有关此主题，请参见Alexey
Shipilev的文章 “古代智慧的数组” 。）

但是，许多人发现零长度数组是违反直觉的。在JDK 11中，有一个新的API，它允许人们使用数组构造函数引用：

MyType[] a = coll.toArray(MyType[]::new);

这使调用者可以指定数组的组件类型，但可以让集合提供大小信息。

集合emptyList / singleton / singletonList / List / Set toArray

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