Java Collections.nCopies方法如何生成重复元素集合

nCopies 返回一个不可变列表，包含 n 个对同一对象的引用。例如 Collections.nCopies(5, "hello") 返回包含五个 "hello" 引用的只读列表。内部通过 Collections$CopiesList 实现，共享单一对象以节省内存。所有元素共用同一实例，修改可变对象会影响全部“副本”。该方法适用于不可变对象或默认值初始化，避免用于可变对象以防意外共享。常见场景包括填充默认值、配合 Collections.fill 或函数式编程中生成常量流。调用 add、set 等会抛出 UnsupportedOperationException。需独立副本时应使用其他方式如 Stream.generate。

Java 中的 Collections.nCopies 方法用于创建一个不可变的集合，其中包含指定数量的相同元素的引用。它并不会真正生成多个独立的对象，而是通过共享同一个对象引用来实现“重复”。

方法签名与基本用法

public static <T> List<T> nCopies(int n, T o)

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• n：要复制的元素个数
• o：被复制的元素（所有位置都引用这个对象）
• 返回一个不可修改的 List<T>，包含 n 个 o 的引用

List list = Collections.nCopies(5, "hello");
System.out.println(list); // 输出 [hello, hello, hello, hello, hello]

内部实现机制

• 返回一个特殊的只读 List 实现类（Collections$CopiesList）
• 这个列表内部只保存一份元素引用和一个数量值
• 每次调用 get(index) 都返回同一个对象引用
• 节省内存，特别适合大量重复默认值的场景

List> lists = Collections.nCopies(3, new ArrayList());
lists.get(0).add(1);
System.out.println(lists); // 所有三个位置都看到 [1]，因为它们是同一个 ArrayList 实例

使用注意事项

• 返回的列表是不可变的，调用 add、set、remove 等会抛出 UnsupportedOperationException
• 所有元素都是同一对象的引用，修改其中一个会影响所有“副本”（对可变对象尤其危险）
• 适合用于不可变对象（如 String、Integer）或作为模板初始化
• 若需要独立副本，应手动创建或使用其他方式（如 Stream.generate）

适用场景建议

• 初始化具有默认值的不可变列表
• 作为 Collections.fill 的配合工具
• 函数式编程中提供固定值流的替代方案
• 节省内存的常量重复数据表示

基本上就这些。nCopies 是一种轻量级、高效的方式生成逻辑上的重复元素列表，关键是要理解它共享引用的本质，避免在可变对象上误用。

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