Java集合框架之Collections工具类

2019-11-06 07:29:11

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供稿：网友

java提供了一个操作Set、List和Map等集合的工具类：Collections，该工具提供了大量方法对集合元素进行排序、查询和修改等操作，还提供了将集合对象设置为不可变、对集合对象实现同步控制等方法。

1.Collections之排序操作

Collections提供了如下常用的方法用于对List集合元素进行排序：

方法	说明
`void reverse(List list)`	反转指定列表中元素的顺序
`void shuffle(List list)`	对List集合元素进行随机排序
`void sort(List list)`	根据元素的自然顺序对指定List集合的元素按升序进行排序
`void sort(List list,Comparator c)`	根据指定`Comparator`产生的顺序对List集合元素进行排序
`void swap(List list,int i,int j)`	将指定List集合中的i处元素和j处元素进行交换
`void rotate(List list, int distance)`	当distance为正数时，将list集合的后distance个元素“整体”移到前面；当distance为负数时，将list集合的前distance个元素“整体”移到后面；该方法不会改变集合的长度

我们可以对Collections对List的排序操作做如下测试：

public class SortTest { public static void main(String[] args) { ArrayList<Integer> nums = new ArrayList<>(); nums.add(3); nums.add(-9); nums.add(0); nums.add(6); // 原始list，输出[3, -9, 0, 6] System.out.PRintln(nums); // 将nums反转，输出[6, 0, -9, 3] Collections.reverse(nums); System.out.println(nums); // 将nums集合按自然顺序排序，输出[-9, 0, 3, 6] Collections.sort(nums); System.out.println(nums); // 将nums随机打乱 Collections.shuffle(nums); System.out.println(nums); // 将nums集合按降序排列，输出[6, 3, 0, -9] Collections.sort(nums, new Comparator<Integer>() { @Override public int compare(Integer o1, Integer o2) { return o2 - o1; } }); System.out.println(nums); // 将nums集合的最后两个元素移到最前面，输出[0, -9, 6, 3] Collections.rotate(nums, 2); System.out.println(nums); // 将nums集合的第一个元素移到最后面，输出[-9, 6, 3, 0] Collections.rotate(nums, -1); System.out.println(nums); }}

2.Collections之查找、替换操作

Collections还提供了如下常用的用于查找和替换集合元素的方法。

方法	说明
`int binarySearch(List list,Object key)`	使用二分搜索法搜索指定的List集合，以获得指定对象在List集合中的索引。如果要使该方法可以正常工作，则必须保证List中的元素已经处于有序状态
`Object max(Collection coll)`	根据元素的自然顺序，返回指定集合中的最大元素
`Object max(Collection coll,Comparator comp)`	根据Comparator指定的顺序，返回给定集合的最大元素
`Object min(Collection coll)`	根据元素的自然顺序，返回指定集合中的最小元素
`Object min(Collection coll,Comparator comp)`	根据Comparator指定的顺序，返回给定集合的最小元素
`void fill(List list,Object obj)`	使用指定元素obj替换指定List集合中的所有元素
`int frequency(Collection coll,Object obj)`	返回指定集合中指定元素的出现次数
`int indexOfSubList(List source,List target)`	返回子List对象在父List对象中第一次出现的位置索引，如果父List中没有出现这样的子List，则返回-1
`int lastIndexOfSubList(List source,List target)`	返回子List对象在父List对象中最后一次出现的位置索引，如果父List中没有出现这样的子List，则返回-1
`boolean replaceAll(List list,Object oldVal,Object newVal)`	使用一个新值newVal替换List对象的所有旧值oldVal

同样，我们做如下测试：

public class SearchTest { public static void main(String[] args) { ArrayList<Integer> nums = new ArrayList<>(); nums.add(3); nums.add(-9); nums.add(0); nums.add(6); // 原始序列，输出[3, -9, 0, 6] System.out.println(nums); // 输出nums中的最大元素，6 System.out.println(Collections.max(nums)); // 输出nums中的最小元素，-9 System.out.println(Collections.min(nums)); // 将nums中的0替换成1，输出[3, -9, 1, 6] Collections.replaceAll(nums, 0, 1); System.out.println(nums); // 判断nums中1出现的次数，输出1 System.out.println(Collections.frequency(nums,1)); // 将nums排序，然后进行二分搜索，搜索数字3的位置索引 Collections.sort(nums); System.out.println(Collections.binarySearch(nums, 3)); }}

3.Collections之同步控制

Collections类中提供了多个synchronizedXxx()方法，该方法可以将指定集合包装成线程同步的集合，从而可以解决多线程并发访问集合时的线程安全问题。

Java中常用的集合框架中的实现类HashSet、TreeSet、ArrayList、ArrayDeque、LinkedList、HashMap和TreeMap都是线程不安全的。如果有多个线程访问它们，而且有超过一个的线程试图修改它们，则存在线程安全的问题。Collections提供了多个类方法可以把它们包装成线程同步的集合。

public class SynchronizedTest { public static void main(String[] args) { Collection c = Collections.synchronizedCollection(new ArrayList<>()); List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>()); Set s = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>()); Map m = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>()); }}

上面的例子中，直接将新创建的集合对象传给了Collections的synchronizedXxx()方法，这样就可以直接获取List、Set和Map的线程安全的实现版本。

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