Java常用类（五）之集合工具类Collections

前言　

　　Java提供了一个操作Set、List和Map等集合的工具类：Collections，该工具类提供了大量方法对集合进行排序、查询和修改等操作，

　　　　还提供了将集合对象置为不可变、对集合对象实现同步控制等方法。

　　这个类不需要创建对象，内部提供的都是静态方法。

一、Collectios概述

　　

　　api中的介绍：

　　　　

二、排序操作

2.1、方法

　　1）static void reverse(List<?> list):

　　　　反转列表中元素的顺序。

　　2）static void shuffle(List<?> list) :

　　　　对List集合元素进行随机排序。

　　3） static void sort(List<T> list)

　　　　根据元素的自然顺序 对指定列表按升序进行排序
　　4）static <T> void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c) :

　　　　根据指定比较器产生的顺序对指定列表进行排序。
　　5）static void swap(List<?> list, int i, int j)

　　　　在指定List的指定位置i,j处交换元素。

　　6）static 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”移到后边。该方法不会改变集合的长度。

2.2、实例使用排序操作

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;

public class CollectionsTest {

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add(3);
        list.add(-2);
        list.add(9);
        list.add(5);
        list.add(-1);
        list.add(6);
        //输出：[3, -2, 9, 5, -1, 6]
        System.out.println(list);
        //集合元素的次序反转
        Collections.reverse(list);
        //输出：[6, -1, 5, 9, -2, 3]
        System.out.println(list);
        
        //排序：按照升序排序
        Collections.sort(list);
        //[-2, -1, 3, 5, 6, 9]
        System.out.println(list);
        
        //根据下标进行交换
        Collections.swap(list, 2, 5);
        //输出：[-2, -1, 9, 5, 6, 3]
        System.out.println(list);
        
        /*//随机排序
        Collections.shuffle(list);
        //每次输出的次序不固定
        System.out.println(list);*/
        
        //后两个整体移动到前边
        Collections.rotate(list, 2);
        //输出：[6, 9, -2, -1, 3, 5]
        System.out.println(list);
    }

}

三、查找、替换操作

3.1、方法

　　1） static <T> int binarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list, T key)

　　　　使用二分搜索法搜索指定列表，以获得指定对象在List集合中的索引。

　　　　注意：此前必须保证List集合中的元素已经处于有序状态。

　　2）static Object max(Collection coll)

　　　　 根据元素的自然顺序，返回给定collection 的最大元素。

　　3）static Object max(Collection coll,Comparator comp):

　　　　根据指定比较器产生的顺序，返回给定 collection 的最大元素。 

　　4）static Object min(Collection coll):

　　　　根据元素的自然顺序，返回给定collection 的最小元素。

　　5）static Object min(Collection coll,Comparator comp):

　　　　根据指定比较器产生的顺序，返回给定 collection 的最小元素。

　　6） static <T> void fill(List<? super T> list, T obj) :

　　　　使用指定元素替换指定列表中的所有元素。
　　7）static int frequency(Collection<?> c, Object o)

　　　　返回指定 collection 中等于指定对象的出现次数。
　　8）static int indexOfSubList(List<?> source, List<?> target) :

　　　　返回指定源列表中第一次出现指定目标列表的起始位置；如果没有出现这样的列表，则返回 -1。 
　　9）static int lastIndexOfSubList(List<?> source, List<?> target)

　　　　返回指定源列表中最后一次出现指定目标列表的起始位置；如果没有出现这样的列表，则返回 -1。
　　10）static <T> boolean replaceAll(List<T> list, T oldVal, T newVal)

　　　　使用一个新值替换List对象的所有旧值oldVal

3.2、实例使用查找、替换操作

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;

public class CollectionsTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add(3);
        list.add(-2);
        list.add(9);
        list.add(5);
        list.add(-1);
        list.add(6);
        //[3, -2, 9, 5, -1, 6]
        System.out.println(list);
        
        //输出最大元素9
        System.out.println(Collections.max(list));
        
        //输出最小元素：-2
        System.out.println(Collections.min(list));
        
        //将list中的-2用1来代替
        System.out.println(Collections.replaceAll(list, -2, 1));
        //[3, 1, 9, 5, -1, 6]
        System.out.println(list);
        
        list.add(9);
        //判断9在集合中出现的次数，返回2
        System.out.println(Collections.frequency(list, 9));
        
        //对集合进行排序
        Collections.sort(list);
        //[-1, 1, 3, 5, 6, 9, 9]
        System.out.println(list);
        //只有排序后的List集合才可用二分法查询，输出2
        System.out.println(Collections.binarySearch(list, 3));
    }
}

四、同步控制

　　Collectons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，从而解决多线程并发访问集合时的线程安全问题。

　　正如前面介绍的HashSet，TreeSet，arrayList,LinkedList,HashMap,TreeMap都是线程不安全的。Collections提供了多个静态方法可以把他们包装成线程同步的集合。

4.1、方法

　　1）static <T> Collection<T> synchronizedCollection(Collection<T> c)

　　　　返回指定 collection 支持的同步（线程安全的）collection。
　　2）static <T> List<T> synchronizedList(List<T> list)

　　　　返回指定列表支持的同步（线程安全的）列表。 
　　3）static <K,V> Map<K,V> synchronizedMap(Map<K,V> m)

　　　　返回由指定映射支持的同步（线程安全的）映射。
　　4）static <T> Set<T> synchronizedSet(Set<T> s)

　　　　 返回指定 set 支持的同步（线程安全的）set。

4.2、实例

import java.util.*;
 
public class TestSynchronized
{
    public static void main(String[] args)
    {
        //下面程序创建了四个同步的集合对象
        Collection c = Collections.synchronizedCollection(new ArrayList());
        List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList());
        Set s = Collections.synchronizedSet(new HashSet());
        Map m = Collections.synchronizedMap(new HashMap());
    }
} 

五、Collesction设置不可变集合

5.1、方法

　　1）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Set，还可以是Map。

　　2）singletonXxx():

　　　　返回一个只包含指定对象（只有一个或一个元素）的不可变的集合对象，此处的集合可以是：List，Set，Map。

　　3）unmodifiableXxx():

　　　　返回指定集合对象的不可变视图，此处的集合可以是：List，Set，Map。

　　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。

5.2、实例

import java.util.*;
 
public class TestUnmodifiable
{
    public static void main(String[] args)
    {
        //创建一个空的、不可改变的List对象
        List<String> unmodifiableList = Collections.emptyList();
        //unmodifiableList.add("java");  //添加出现异常：java.lang.UnsupportedOperationException
        System.out.println(unmodifiableList);// []
        //创建一个只有一个元素，且不可改变的Set对象
        Set unmodifiableSet = Collections.singleton("Struts2权威指南");//[Struts2权威指南]
        System.out.println(unmodifiableSet);
        //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");
        unmodifiableSet.add("测试元素");
        unmodifiableMap.put("语文",90);
    }
}

六、其他方法

6.1、方法

　　1）addAll()方法   

public static <T> boolean addAll(Collection<? super T> c,T... elements)​

    将所有指定元素添加到指定 collection 中。可以分别指定要添加的元素，或者将它们指定为一个数组。此便捷方法的行为与 c.addAll(Arrays.asList(elements)) 的行为是相同的，

    但在大多数实现下，此方法运行起来可能要快得多。 

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class CollectionsTest2 {

    public static void main(String[] args) {
        String[] str ={"hello","nihao","say","love"};
        List<String> list1 = Arrays.asList(str);
        ArrayList list2 = new ArrayList();
        list2.addAll(list1);
        System.out.println(list2);
    }

}    

 

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