Průvodce inicializací seznamů v Javě: osvědčené postupy, časté chyby a kompletní příklady

1. Úvod

When programming in Java, List is one of the most frequently used and important data structures. Using a List allows you to store multiple items in order and easily perform operations such as adding, removing, and searching elements as needed.

However, to use Lists effectively, it’s essential to fully understand the initialization methods. Incorrect initialization can cause unexpected errors or bugs and significantly impact readability and maintainability.

In this article, we focus on the topic of “Java List initialization” and explain everything from beginner-friendly basic initialization methods to practical techniques and common pitfalls. We also cover differences between Java versions and best practices based on real-world coding scenarios.

Whether you are just starting to learn Java or already using Lists regularly, this is a great opportunity to review and organize the different initialization patterns.
An FAQ section is provided at the end to help resolve common questions and issues.

2. Základní metody inicializace Listu

When starting to use Lists in Java, the first step is to create an “empty List,” meaning initializing the List. Here, we explain the basic initialization methods using the most common implementation, ArrayList.

2.1 Vytvoření prázdného Listu pomocí new ArrayList<>()

The most commonly used initialization is with new ArrayList<>(), written as follows:

List<String> list = new ArrayList<>();

This creates an empty List with no elements.

Key Points:

• List is an interface, so you instantiate a concrete class such as ArrayList or LinkedList .
• It is generally recommended to declare the variable as List for flexibility.

2.2 Inicializace s určenou počáteční kapacitou

If you expect to store a large amount of data or already know the number of elements, specifying the initial capacity improves efficiency.

Example:

List<Integer> numbers = new ArrayList<>(100);

This reserves space for 100 elements internally, reducing resizing costs when adding items and improving performance.

2.3 Inicializace LinkedListu

You can also use LinkedList depending on your needs. Usage is nearly the same:

List<String> linkedList = new LinkedList<>();

LinkedList is especially effective in situations where elements are frequently added or removed.

Java makes it easy to initialize empty Lists using new ArrayList<>() or new LinkedList<>().

3. Vytváření Listů s počátečními hodnotami

In many cases, you may want to create a List that already contains initial values. Below are the most common initialization patterns and their characteristics.

3.1 Použití Arrays.asList()

One of the most frequently used methods in Java is Arrays.asList().

Example:

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");

This creates a List with initial values.

Important Notes:

• The returned List is fixed-size and cannot change its length. Calling add() or remove() will cause UnsupportedOperationException .
• Replacing elements (with set() ) is allowed.

3.2 Použití List.of() (Java 9+)

From Java 9 onward, List.of() allows easy creation of immutable Lists:

List<String> list = List.of("A", "B", "C");

Characteristics:

• Fully immutable List— add() , set() , and remove() are all prohibited.
• Highly readable and ideal for constant values.

3.3 Vytvoření měnitelného Listu z Arrays.asList()

If you want a List with initial values but also want to modify it later, this method is useful:

List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B", "C"));

This creates a mutable List.

• add() and remove() work normally.

3.4 Double-Brace inicializace

A more advanced technique that uses an anonymous class:

List<String> list = new ArrayList<>() {{
    add("A");
    add("B");
    add("C");
}};

Charakteristiky a varování:

• Vytváří kompaktní kód, ale zavádí anonymní třídu, což způsobuje další režii a možné úniky paměti.
• Používejte to jen pro rychlé ukázky nebo testovací kód; nedoporučuje se pro produkci.

To ukazuje, že Java poskytuje různé způsoby, jak vytvořit seznamy s počátečními hodnotami podle vašich potřeb.

5. Srovnání a výběrová kritéria

Java nabízí řadu metod inicializace seznamů a nejlepší volba závisí na případě použití. Tato sekce shrnuje každou metodu a vysvětluje, kdy kterou zvolit.

5.1 Mutovatelné vs Nemutovatelné seznamy

• Mutovatelné seznamy
• Prvky lze přidávat, odstraňovat nebo měnit.
• Příklady: new ArrayList<>() , new ArrayList<>(Arrays.asList(...))
• Nejlepší pro dynamické operace nebo přidávání položek ve smyčkách.
• Nemutovatelné seznamy
• Žádné přidávání, mazání ani úpravy.
• Příklady: List.of(...) , Collections.singletonList(...) , Collections.nCopies(...)
• Ideální pro konstanty nebo bezpečné předávání hodnot.

5.2 Srovnávací tabulka běžných metod

5.3 Doporučené vzory inicializace podle případu použití

• Když potřebujete jen prázdný seznam
• new ArrayList<>()
• Když potřebujete počáteční hodnoty a chcete je později upravovat
• new ArrayList<>(Arrays.asList(...))
• Když jej používáte jako konstantu bez úprav
• List.of(...) (Java 9+)
• Collections.singletonList(...)
• Když chcete pevný počet identických hodnot
• Collections.nCopies(n, value)
• Když je potřeba hodnoty generovat dynamicky
• Stream.generate(...).limit(n).collect(Collectors.toList())

5.4 Důležité poznámky

• Pokus o úpravu nemutovatelných nebo seznamů pevné velikosti povede k výjimkám.
• Zvolte metodu, která nejlépe odpovídá požadované mutabilitě a verzi Javy.

Výběr správné metody inicializace zabraňuje nechtěným chybám a zlepšuje čitelnost a bezpečnost.

6. Běžné chyby a jak je opravit

Některé chyby se často vyskytují při inicializaci nebo používání seznamů v Javě. Zde jsou běžné příklady a jejich řešení.

6.1 UnsupportedOperationException

Běžné scénáře:

• Volání add() nebo remove() na seznamu vytvořeném pomocí Arrays.asList(...)
• Úprava seznamu vytvořeného pomocí List.of(...) , Collections.singletonList(...) nebo Collections.nCopies(...)

Příklad:

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");
list.add("D"); // Throws UnsupportedOperationException

Příčina:

• Tyto metody vytvářejí seznamy, které nemohou měnit velikost nebo jsou zcela nemutovatelné.

Řešení:

• Zabalte do mutovatelného seznamu: new ArrayList<>(Arrays.asList(...))

6.2 NullPointerException

Běžný scénář:

• Přístup k seznamu, který nebyl nikdy inicializován

Příklad:

List<String> list = null;
list.add("A"); // NullPointerException

Příčina:

• Metoda je volána na null referenci.

Řešení:

• Vždy inicializujte před použitím: List<String> list = new ArrayList<>();

6.3 Problémy související s typy

• Vytváření seznamu bez generik zvyšuje riziko chyb typů za běhu.

Příklad:

List list = Arrays.asList("A", "B", "C");
Integer i = (Integer) list.get(0); // ClassCastException

Řešení:

• Vždy používejte generika, kdykoli je to možné.

Pochopení těchto běžných chyb vám pomůže vyhnout se problémům při inicializaci nebo používání seznamů.

7. Shrnutí

Tento článek vysvětlil různé metody inicializace seznamů v Javě a jak vybrat tu správnou.

Probrali jsme:

• Základní vytvoření prázdného seznamu pomocí new ArrayList<>() a new LinkedList<>()
• Seznamy s počátečními hodnotami pomocí Arrays.asList(), List.of() a new ArrayList<>(Arrays.asList(...))
• Speciální vzory inicializace jako Collections.singletonList(), Collections.nCopies() a Stream.generate()
• Klíčové rozdíly mezi mutabilními a nemutabilními seznamy
• Běžné úskalí a zpracování chyb

Ačkoli se inicializace seznamu zdá jednoduchá, pochopení těchto variant a výběr správné metody je klíčové pro bezpečné a efektivní programování.

8. FAQ (Často kladené otázky)

Q1: Mohu přidávat prvky do seznamu vytvořeného pomocí Arrays.asList()?
A1: Ne. Arrays.asList() vrací seznam s pevnou velikostí. Volání add() nebo remove() vyvolá UnsupportedOperationException. Použijte new ArrayList<>(Arrays.asList(...)) pro mutabilní seznam.

Q2: Jaký je rozdíl mezi List.of() a Arrays.asList()?

• List.of() (Java 9+) → zcela neměnný; dokonce set() není povoleno.
• Arrays.asList() → pevná velikost, ale set() je povoleno.

Q3: Mám používat Double‑Brace inicializaci?
A3: Není to doporučeno, protože vytváří anonymní třídu a může způsobit úniky paměti. Použijte standardní inicializaci.

Q4: Jaké jsou výhody specifikace počáteční kapacity?
A4: Snižuje interní přeskupování při přidávání mnoha prvků, čímž zlepšuje výkon.

Q5: Mám vždy používat generika při inicializaci seznamů?
A5: Rozhodně. Používání generik zvyšuje typovou bezpečnost a zabraňuje chybám za běhu.

Q6: Co se stane, když použiji seznam bez jeho inicializace?
A6: Volání jakékoli metody na něm způsobí NullPointerException. Vždy jej nejprve inicializujte.

Q7: Existují rozdíly ve verzích při inicializaci seznamů?
A7: Ano. List.of() je k dispozici až od Javy 9.