【JavaSE专栏47】Java常用类Collections解析，你了解JAVA集合类的通用用法吗？

Designer 小郑

发布于 2023-08-02 08:11:11

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发布于 2023-08-02 08:11:11

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作者主页：Designer 小郑 作者简介：3年JAVA全栈开发经验，专注JAVA技术、系统定制、远程指导，致力于企业数字化转型，CSDN学院、蓝桥云课认证讲师。 主打方向：Vue、SpringBoot、微信小程序

本文讲解了 Java 中常用类 Collections 的语法、使用说明和应用场景，并给出了样例代码。

一、什么是Collections类

Collections 类是Java集合框架中的一个工具类，提供了一系列静态方法用于操作和处理集合对象。它包含了一些常用的方法，如排序、搜索、反转、填充等，以及一些用于集合的转换和同步的方法。

Collections 类的常用方法包括以下九类，请同学们认真学习。

排序方法：sort() 用于对 List 集合进行升序排序，sort() 方法要求集合中的元素必须实现 Comparable 接口。
二分搜索方法：binarySearch() 用于在已排序的 List 集合中使用二分查找算法搜索指定的元素。
反转方法：reverse() 用于反转 List 集合中元素的顺序。
随机排序方法：shuffle() 用于随机打乱 List 集合中元素的顺序。
最大值和最小值方法：max() 和 min() 用于获取集合中的最大值和最小值。
填充方法：fill() 用指定的对象填充集合中的所有元素。
创建不可变集合：unmodifiableXXX() 用于创建一个不可变的集合，该集合不能被更改。
同步方法：synchronizedXXX() 用于将集合转换为线程安全的同步集合。
集合转换方法：toArray() 用于将集合转换为数组，或者将数组转换为集合。

通过 Collections 类提供的方法，可以方便地对集合进行常见的操作和处理，使得集合操作更加简单、高效和可靠。

需要注意的是，Collections 类主要用于操作 List 和 Set 集合，对于 Map 集合的操作则需要使用特定的 Map 类。

二、Collections类的方法

以下是一些常见的 Collections类方法的Java示例代码，请同学们在自己的电脑上运行。

2.1 sort

排序方法 sort()。

List<Integer> numbers = new ArrayList<>(Arrays.asList(5, 2, 8, 1, 4));
Collections.sort(numbers);
System.out.println(numbers);  // 输出结果：[1, 2, 4, 5, 8]

2.2 binarySearch

二分搜索方法 binarySearch()。

List<Integer> numbers = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 4, 5, 8));
int index = Collections.binarySearch(numbers, 5);
System.out.println("元素5的索引位置为：" + index);  // 输出结果：3

2.3 reverse

反转方法 reverse()。

List<String> names = new ArrayList<>(Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie"));
Collections.reverse(names);
System.out.println(names);  // 输出结果：[Charlie, Bob, Alice]

2.4 shuffle

随机排序方法 shuffle()。

List<Integer> numbers = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5));
Collections.shuffle(numbers);
System.out.println(numbers);  // 输出结果：随机排序的列表

2.5 max min

最大值和最小值方法 max() 和 min()。

List<Integer> numbers = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 4, 2, 8, 5));
int max = Collections.max(numbers);
int min = Collections.min(numbers);
System.out.println("最大值：" + max);  // 输出结果：8
System.out.println("最小值：" + min);  // 输出结果：1

2.6 fill

填充方法 fill()。

List<String> names = new ArrayList<>(Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie"));
Collections.fill(names, "John");
System.out.println(names);  // 输出结果：[John, John, John]

2.7 unmodifiableXXX

创建不可变集合 unmodifiableXXX()。

List<String> names = new ArrayList<>(Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie"));
List<String> immutableList = Collections.unmodifiableList(names);
immutableList.add("David");  // 运行时会抛出UnsupportedOperationException异常

2.8 synchronizedXXX

同步方法 synchronizedXXX()。

List<String> names = new ArrayList<>();
List<String> synchronizedList = Collections.synchronizedList(names);
// 在多线程环境中使用synchronizedList进行安全操作

2.9 toArray

集合转换方法 toArray()。

List<String> names = new ArrayList<>(Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie"));
String[] namesArray = names.toArray(new String[0]);
System.out.println(Arrays.toString(namesArray));  // 输出结果：[Alice, Bob, Charlie]

这些示例代码展示了 Collections 类的一些常用方法的用法,可以根据实际需要进行调用和扩展。

三、Collections类的应用场景

Collections 类在 Java 中有许多应用场景，以下是其中一些常见的应用场景：

排序：Collections 类提供了 sort() 方法，可以对 List 集合进行排序。这在需要对集合中的元素进行排序时非常有用。
搜索：Collections 类的 binarySearch() 方法可以在已排序的 List 集合中使用二分查找算法搜索指定的元素。
反转：Collections 类的 reverse() 方法可以将 List 集合中的元素反转，改变元素的顺序。
随机排序：Collections 类的 shuffle() 方法可以随机打乱 List 集合中的元素顺序。
查找最大最小值：Collections 类提供了 max() 和 min() 方法，可以快速找到集合中的最大值和最小值。
填充：Collections 类的 fill()方法可以将集合中的所有元素都填充为指定的值。
创建不可变集合：Collections 类的 unmodifiableXXX() 方法可以创建一个不可变的集合，该集合不能被修改。
同步：Collections 类的 synchronizedXXX() 方法可以将集合转换为线程安全的同步集合，适用于多线程环境。
集合转换：Collections 类的 toArray() 方法可以将集合转换为数组，或者将数组转换为集合。
集合的操作：Collections 类还提供了一些其他的工具方法，如添加多个元素、交换元素位置、获取子列表等。

以上是Collections类的一些常见应用场景，具体的应用还取决于实际需求。

Collections类提供了丰富的方法，方便开发人员对集合进行各种操作和处理。

四、Collections类面试题

一、Collections 类的作用是什么？

Collections 类是 Java 中用于操作集合的工具类，它提供了一组静态方法来操作集合，如排序、搜索、比较等。

二、Collections 类和 Collection 接口有什么区别？

Collection 是一个接口,定义了一些集合操作的基本方法，如添加、删除、遍历等，Collections 是一个工具类，提供了一些对 Collection 集合进行操作的静态方法。

三、Collections 类中常用的方法有哪些？

Collections 类提供了一些常用的方法。

sort(List<T>list)：对指定列表进行排序。
binarySearch(List<?extendsComparable<?super T>>list,Tkey)：在指定列表中进行二分查找，找到返回索引，找不到返回负数。
reverse(List<?>list)：反转列表中的元素顺序。
shuffle(List<?>list)：随机打乱列表中的元素顺序。
copy(List<?superT>dest,List<?extendsT>src)：将 src 列表的元素复制到 dest 列表中。