Java集合框架之Collections工具類

2019-11-06 07:29:11

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供稿：網(wǎng)友

java提供了一個操作Set、List和Map等集合的工具類：Collections，該工具提供了大量方法對集合元素進(jìn)行排序、查詢和修改等操作，還提供了將集合對象設(shè)置為不可變、對集合對象實(shí)現(xiàn)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對List集合元素進(jìn)行排序：

方法	說明
`void reverse(List list)`	反轉(zhuǎn)指定列表中元素的順序
`void shuffle(List list)`	對List集合元素進(jìn)行隨機(jī)排序
`void sort(List list)`	根據(jù)元素的自然順序?qū)χ付↙ist集合的元素按升序進(jìn)行排序
`void sort(List list,Comparator c)`	根據(jù)指定`Comparator`產(chǎn)生的順序?qū)ist集合元素進(jìn)行排序
`void swap(List list,int i,int j)`	將指定List集合中的i處元素和j處元素進(jìn)行交換
`void rotate(List list, int distance)`	當(dāng)distance為正數(shù)時，將list集合的后distance個元素“整體”移到前面；當(dāng)distance為負(fù)數(shù)時，將list集合的前distance個元素“整體”移到后面；該方法不會改變集合的長度

我們可以對Collections對List的排序操作做如下測試：

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，輸出[3, -9, 0, 6] System.out.PRintln(nums); // 將nums反轉(zhuǎn)，輸出[6, 0, -9, 3] Collections.reverse(nums); System.out.println(nums); // 將nums集合按自然順序排序，輸出[-9, 0, 3, 6] Collections.sort(nums); System.out.println(nums); // 將nums隨機(jī)打亂 Collections.shuffle(nums); System.out.println(nums); // 將nums集合按降序排列，輸出[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); // 將nums集合的最后兩個元素移到最前面，輸出[0, -9, 6, 3] Collections.rotate(nums, 2); System.out.println(nums); // 將nums集合的第一個元素移到最后面，輸出[-9, 6, 3, 0] Collections.rotate(nums, -1); System.out.println(nums); }}

2.Collections之查找、替換操作

Collections還提供了如下常用的用于查找和替換集合元素的方法。

方法	說明
`int binarySearch(List list,Object key)`	使用二分搜索法搜索指定的List集合，以獲得指定對象在List集合中的索引。如果要使該方法可以正常工作，則必須保證List中的元素已經(jīng)處于有序狀態(tài)
`Object max(Collection coll)`	根據(jù)元素的自然順序，返回指定集合中的最大元素
`Object max(Collection coll,Comparator comp)`	根據(jù)Comparator指定的順序，返回給定集合的最大元素
`Object min(Collection coll)`	根據(jù)元素的自然順序，返回指定集合中的最小元素
`Object min(Collection coll,Comparator comp)`	根據(jù)Comparator指定的順序，返回給定集合的最小元素
`void fill(List list,Object obj)`	使用指定元素obj替換指定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現(xiàn)次數(shù)
`int indexOfSubList(List source,List target)`	返回子List對象在父List對象中第一次出現(xiàn)的位置索引，如果父List中沒有出現(xiàn)這樣的子List，則返回-1
`int lastIndexOfSubList(List source,List target)`	返回子List對象在父List對象中最后一次出現(xiàn)的位置索引，如果父List中沒有出現(xiàn)這樣的子List，則返回-1
`boolean replaceAll(List list,Object oldVal,Object newVal)`	使用一個新值newVal替換List對象的所有舊值oldVal

同樣，我們做如下測試：

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，輸出[3, -9, 0, 6] System.out.println(nums); // 輸出nums中的最大元素，6 System.out.println(Collections.max(nums)); // 輸出nums中的最小元素，-9 System.out.println(Collections.min(nums)); // 將nums中的0替換成1，輸出[3, -9, 1, 6] Collections.replaceAll(nums, 0, 1); System.out.println(nums); // 判斷nums中1出現(xiàn)的次數(shù)，輸出1 System.out.println(Collections.frequency(nums,1)); // 將nums排序，然后進(jìn)行二分搜索，搜索數(shù)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類中提供了多個synchronizedXxx()方法，該方法可以將指定集合包裝成線程同步的集合，從而可以解決多線程并發(fā)訪問集合時的線程安全問題。

Java中常用的集合框架中的實(shí)現(xiàn)類HashSet、TreeSet、ArrayList、ArrayDeque、LinkedList、HashMap和TreeMap都是線程不安全的。如果有多個線程訪問它們，而且有超過一個的線程試圖修改它們，則存在線程安全的問題。Collections提供了多個類方法可以把它們包裝成線程同步的集合。

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，直接將新創(chuàng)建的集合對象傳給了Collections的synchronizedXxx()方法，這樣就可以直接獲取List、Set和Map的線程安全的實(shí)現(xiàn)版本。

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