工具类 | 集合工具类Collections介绍

Posted 2022-02-05 死牛胖子

前言

通过本文，你可以学习到 Collections 工具类的一些方法使用，在编码过程中都是非常实用的。

• 空集合
• 一个元素的集合
• 不可变集合
• 线程安全集合
• 批量增加
• 填充
• 交换位置
• 排序
• 逆序
• 随机排序

引入

Collections 是 JDK 提供的工具类，不需要专门引入。

工具方法介绍

空集合

当一个方法的返回值是集合时，如果返回值为空时，建议不要返回 null，而是返回一个空集合。

但如果每次都新建一个 ArrayList 或者 HashMap，则会造成一定的内存浪费，Collections 为 List、Set、Map 等集合类定义了相应的空集合常量。

// 空 List
Collections.emptyList();
// 空 Set
Collections.emptySet();
// 空 Map
Collections.emptyMap();

空集合使用的单独定义的数据结构，内部不存储数据，所以占用内存是最小的，但也存在一些限制：不可变更，新增、修改、删除元素都会导致异常。

一个元素的集合

在工作中经常会碰到这种情况：对方提供的接口需要的是一个集合，但我们只有一个元素，于是，我们只得创建一个集合，然后把这个元素加入集合再传过去。通常集合都会预留空间，以备后续还有元素可能加入，但对于只有一个元素的场景则造成了空间浪费，因为不会有后续元素加入。

// List
List<String> list = Collections.singletonList("Hello");
// Set
Set<String> set = Collections.singleton("Hello");
// Map
Map<String, Integer> map = Collections.singletonMap("Hello", 100);

与空集合一样，singleton 集合也使用的单独定义的数据结构，内部只存储一个元素，内存占用少，同样不可变更，新增、修改、删除元素都会导致异常。

不可变集合

Collections 工具类提供了一系列的 unmodifiableXXX 的方法，用于构建不可变集合，经过此类方法处理后的集合不可以进行新增、修改、删除元素操作，否则会抛出异常。

// List
List<String> list = Collections.unmodifiableList(l);
// Set
Set<String> set = Collections.unmodifiableSet(s);
// Map
Map<String, Integer> map = Collections.unmodifiableMap(m);

线程安全集合

Collections 工具类提供了一系列的 synchronizedXXX 的方法，用于构建线程安全集合，经过此类方法处理后的集合可以保证线程安全。但是，这种处理方法一般来说性能不高，应该优先选择集合类型中的线程安全处理类（比如：ConcurrentHashMap）

// List
List<String> list = Collections.synchronizedList(l);
// Set
Set<String> set = Collections.synchronizedSet(s);
// Map
Map<String, Integer> map = Collections.synchronizedMap(m);

批量增加

public static void main(String[] args) 
    List<Integer> list = new ArrayList<>();
    Collections.addAll(list, 1, 2, 3);
    // 输出：[1,2,3]
    System.out.println(list);

填充

将集合中的所有元素填充为指定元素。

public static void main(String[] args) 
    List<Integer> list = new ArrayList<>();
    Collections.addAll(list, 1, 2, 3);
    Collections.fill(list, 10);
    // 输出：[10,10,10]
    System.out.println(list);

交换位置

public static void main(String[] args) 
    List<Integer> list = new ArrayList<>();
    Collections.addAll(list, 1, 2, 3);
    Collections.swap(list, 0, 1);
    // 输出：[2,1,3]
    System.out.println(list);

排序

public static void main(String[] args) 
    List<Integer> list = new ArrayList<>();
    Collections.addAll(list, 3, 2, 1);
    Collections.sort(list);
    // 输出：[1,2,3]
    System.out.println(list);

也可以使用自定义 Comparator 进行排序，比如，下例中使用字符串的长度进行排序。

public static void main(String[] args) 
    List<String> list = new ArrayList<>();
    Collections.addAll(list, "Hello", "Hi", "H");
    // 输出：[H, Hi, Hello]
    Collections.sort(list, Comparator.comparing(String::length));
    System.out.println(list);

直接使用 List.sort() 方法就可以了，Collections.sort 方法没有使用的必要。

逆序

public static void main(String[] args) 
    List<Integer> list = new ArrayList<>();
    Collections.addAll(list, 3, 2, 1);
    Collections.reverse(list);
    // 输出：[1,2,3]
    System.out.println(list);

随机排序

这个方法在测试的时候非常好用。使用 shuffle() 方法进行随机排序，发现每次输出的结果都不一样。

public static void main(String[] args) 
    List<Integer> list = new ArrayList<>();
    Collections.addAll(list, 3, 2, 1);
    Collections.shuffle(list);
    System.out.println(list);