Java Review (三十集合----- 操作集合的工具类: Collections）

Posted 2020-12-07 three-fighter

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• 排序操作
• 查找、替换操作
• 同步控制
• 设置不可变集合
• 集合总结

Java 提供了一个操作 Set 、 List 和 Map等集合的类:Collections ， 该工具类里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 。

排序操作

Collections 提供了如下常用的类方法用于对 List 集合元素进行排序 。

• void reverse(List list): 反转指定 List 集合中元素的顺序 。
• void shuffie(List list): 对 List 集合元素进行随机排序 (shuffie 方法模拟了 "洗牌" sort(List !ist): 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 。

 下面程序简单示范了利用 Collections 工具类来操作 List 集合:

SortTest.java

public class SortTest
{
	public static void main(String[] args)
	{
		ArrayList nums = new ArrayList();
		nums.add(2);
		nums.add(-5);
		nums.add(3);
		nums.add(0);
		System.out.println(nums); // 输出:[2, -5, 3, 0]
		Collections.reverse(nums); // 将List集合元素的次序反转
		System.out.println(nums); // 输出:[0, 3, -5, 2]
		Collections.sort(nums); // 将List集合元素的按自然顺序排序
		System.out.println(nums); // 输出:[-5, 0, 2, 3]
		Collections.shuffle(nums); // 将List集合元素的按随机顺序排序
		System.out.println(nums); // 每次输出的次序不固定
	}
}

查找、替换操作

Collections 还提供了如下常用的用于查找、替换集合元素的类万法 。

• 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 己经处于有序状态 。
• Object max(Collection coll): 根据元素 的自然顺序 ，返 回给定集合中的最大元素。
• Object max(Collection coll, Comparator comp): 根据 Comparator 指定的顺序，返回给定集合中的最大元素 。
• Object min(Collection coll) : 根据元素的自然顺序，返回给定集合中 的最小元素 。
• Object min(Collection coll, Comparator comp): 根据 Comparator 指 定的顺序，返回给定集合中的最小元素 。
• 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 c, Object o): 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，则返回口一 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 口 -l 。
• 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oIdVal 。

?下面程序简单示范了 Collections 工具类的用法 。

SearchTest.java

public class SearchTest{
	public static void main(String[] args){
		ArrayList nums = new ArrayList();
		nums.add(2);
		nums.add(-5);
		nums.add(3);
		nums.add(0);
		System.out.println(nums); // 输出:[2, -5, 3, 0]
		System.out.println(Collections.max(nums)); // 输出最大元素，将输出3
		System.out.println(Collections.min(nums)); // 输出最小元素，将输出-5
		Collections.replaceAll(nums , 0 , 1); // 将nums中的0使用1来代替
		System.out.println(nums); // 输出:[2, -5, 3, 1]
		// 判断-5在List集合中出现的次数，返回1
		System.out.println(Collections.frequency(nums , -5));
		Collections.sort(nums); // 对nums集合排序
		System.out.println(nums); // 输出:[-5, 1, 2, 3]
		//只有排序后的List集合才可用二分法查询，输出3
		System.out.println(Collections.binarySearch(nums , 3));
	}
}

同步控制

Collections 类中提供了多个 synchronizedXxxO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。

?下面的示例程序创建了 4 个线程安全的集合对象:

SynchronizedTest.java

public class SynchronizedTest
{
	public static void main(String[] args)
	{
		// 下面程序创建了四个线程安全的集合对象
		Collection c = Collections
			.synchronizedCollection(new ArrayList());
		List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList());
		Set s = Collections.synchronizedSet(new HashSet());
		Map m = Collections.synchronizedMap(new HashMap());
	}
}

设置不可变集合

Co llections 提供了如下三类方法来返回一个不可变的集合。

• emptyXxx(): 返回 一个空的 、 不可变 的集合对象，此处的集合既可以是 List ， 也可以 是 SortedSet 、Set ， 还可以是 M ap 、 SortedMap 等。
• singletonXxx() : 返回一个只包含指定对象(只有一个或一项元素)的、不可变的集合对象， 此处的集合既可以是 List，还可以是 Map 。
• unmodifiableXxx() : 返回指定集合对象的不可变视图，此处的集合既可以是 List ，也可 以 是 Set 、SortedSet ， 还可以是 Map 、 SorteMap 等。

上面三类方法的参数是原有的集合对象 ， 返回值是该集合的"只读 " 版本 。 通过 Collections 提供的三类方法，可以生成"只读"的 Collection 或 Map。如下 ：

UnmodifiableTest.java

public class UnmodifiableTest
{
	public static void main(String[] args)
	{
		// 创建一个空的、不可改变的List对象
		List unmodifiableList = Collections.emptyList();
		// 创建一个只有一个元素，且不可改变的Set对象
		Set unmodifiableSet = Collections.singleton("疯狂Java讲义");
		// 创建一个普通Map对象
		Map scores = new HashMap();
		scores.put("语文" , 80);
		scores.put("Java" , 82);
		// 返回普通Map对象对应的不可变版本
		Map unmodifiableMap = Collections.unmodifiableMap(scores);
		// 下面任意一行代码都将引发UnsupportedOperationException异常
		unmodifiableList.add("测试元素");   //①
		unmodifiableSet.add("测试元素");    //②
		unmodifiableMap.put("语文" , 90);   //③
	}
}

集合总结

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参考：
【1】：《疯狂Java讲义》
【2】：廖雪峰的官方网站：使用Collections
【3】：微信公众号：Java思维导图