Java 集合 Collections工具类

摘要：提供了一个操作和等集合的工具类，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反转指定集合中元素的顺序对集合元素进行随机排序方法模拟了洗牌动作根据元素的自然顺序对指定集

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

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

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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
    }
}

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

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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));
    }
}

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

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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());
    }
}

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

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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