Java 集合 Collections工具类

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

排序操作

void reverse(List list)：反转指定List集合中元素的顺序

• void shuffle(List list)：对List集合元素进行随机排序（shuffle方法模拟了“洗牌”动作）

• 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比较器产生的顺序对List集合元素进行排序

• void swap(List list, int i, int j)：在指定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”移到后边。该方法不会改变集合的长度

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

• int binarySearch(List list, Object 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。
  此前必须保证List集合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，返回给定collection中的最大元素

• Object max(Collection coll, Comparator comp)：根据指定Comparator比较器产生的顺序，返回给定collection中的最大元素

• Object min(Collection coll)：根据元素的自然顺序，返回给定collection中的最小元素

• Object min(Collection coll, Comparator comp)：根据指定Comparator比较器产生的顺序，返回给定 collection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collection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；如果没有出现这样的列表，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；如果没有出现这样的列表，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

public class SearchTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        ArrayList nums = new ArrayList();
        nums.add(23);
        nums.add(0);
        nums.add(9);
        nums.add(3);
        System.out.println(nums); // 输出:[23, 0, 9, 3]
        System.out.println(Collections.max(nums)); // 输出最大元素，将输出23
        System.out.println(Collections.min(nums)); // 输出最小元素，将输出0
        Collections.replaceAll(nums , 0 , 1); // 将nums中的0使用1来代替
        System.out.println(nums); // 输出:[23, 1, 9, 3]
        // 判断-5在List集合中出现的次数，返回1
        System.out.println(Collections.frequency(nums , 23));
        Collections.sort(nums); // 对nums集合排序
        System.out.println(nums); // 输出:[1, 3, 9, 23]
        //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 , 23));
    }
}

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

Java常用的集合框架中的实现类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

• Collection synchronizedCollection(Collection c)：返回指定collection支持的同步（线程安全的）collection

• List synchronizedList(List list)：返回指定List支持的同步（线程安全的）List

• Map synchronizedMap(Map m)：返回由指定Map支持的同步（线程安全的）Map

• Set synchronizedSet(Set s)：返回指定Set支持的同步（线程安全的）Set

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

Collections提供了如下三个方法来返回一个不可变集合：

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、SortedSet、Set、SortedMap、Map

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和Map

unmodifiableXxx()：返回指定集合对象的不可变视图，此处的集合可以是：List、SortedSet、Set、SortedMap、Map

通过上面Collections提供的三类方法，可以生成“只读”的Collection或Map

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("MVP");
        // 创建一个普通Map对象
        Map player = new HashMap();
        player.put("勒布朗詹姆斯", 23);
        player.put("克莱汤普森", 11);
        // 返回普通Map对象对应的不可变版本
        Map unmodifiableMap = Collections.unmodifiableMap(player);
        // 下面任意一行代码都将引发UnsupportedOperationException异常
        unmodifiableList.add("德怀恩韦德");   //①
        unmodifiableSet.add("克里斯波什");    //②
        unmodifiableMap.put("语伊戈达拉", 9);   //③
    }
}

不可变的集合对象只能访问集合元素，不可修改集合元素，上述①、②、③处代码都将引发UnsupportedOperationException异常