Java Review (三十、集合----- 操作集合的工具類: Collections）排序操作查找、替換操作同步控制設定不可變集合集合總結

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• 排序操作
• 查找、替換操作
• 同步控制
• 設定不可變集合
• 集合總結

Java 提供了一個操作 Set 、 List 和 Map等集合的類:Collections ， 該工具類裡提供了大量方法對集合元素進行排序、 查詢和修改等操作，還提供了将集合對象設定為不可變、對集合對象實作同步控制等方法 。

Collections 提供了如下常用的類方法用于對 List 集合元素進行排序 。

• void reverse(List list): 反轉指定 List 集合中元素的順序 。
• void shuffie(List list): 對 List 集合元素進行随機排序 (shuffie 方法模拟了 “洗牌” sort(List !ist): 根據元素的自然順序對指定 List 集合的元素按升序進行排序。
• void sort(List list, Comparator c): 根據指定 Comparator 産生 的順序對 List 集合元素進行排序 。
• void swap(List list, int i, int j): 将指定 List 集合中的 i 處元素和 j 處元素進行交換。
• void rotate(List list , int distance): 當 distance 為正數時，将 list 集合的後 distance 個元素"整體"移到前面;當 distance 為負數時，将 list 集合的前 distance 個元素"整體 "移到後面 。 該方法不會改變集合的長度 。

 下面程式簡單示範了利用 Collections 工具類來操作 List 集合:

​

SortTest.java

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); // 輸出:[2, -5, 3, 0]
        Collections.reverse(nums); // 将List集合元素的次序反轉
        System.out.println(nums); // 輸出:[0, 3, -5, 2]
        Collections.sort(nums); // 将List集合元素的按自然順序排序
        System.out.println(nums); // 輸出:[-5, 0, 2, 3]
        Collections.shuffle(nums); // 将List集合元素的按随機順序排序
        System.out.println(nums); // 每次輸出的次序不固定
    }
}      

Collections 還提供了如下常用的用于查找、替換集合元素的類萬法 。

• int binarySearch(List list, Object key): 使用 二分搜尋法搜尋指定的 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 己經處于有序狀态 。
• Object max(Collection coll): 根據元素 的自然順序 ，返 回給定集合中的最大元素。
• Object max(Collection coll, Comparator comp): 根據 Comparator 指定的順序，傳回給定集合中的最大元素 。
• Object min(Collection coll) : 根據元素的自然順序，傳回給定集合中 的最小元素 。
• Object min(Collection coll, Comparator comp): 根據 Comparator 指 定的順序，傳回給定集合中的最小元素 。
• 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 c, Object o): 傳回指定集合中指定元素的出現次數。
• int indexOfSubList(List source, List target) : 傳回子 List 對象在父 List 對象中第一次 出現的位置索引:如果父 List 中沒有出現這樣的子 List，則傳回口一 1 。
• int lastIndexOfSubList(List source, List target): 傳回子 List 對象在父 List 對象中最後一 次出現的位置索引 ;如果父 List 中 沒有出現這樣的子 List，則傳回 口 -l 。
• 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oIdVal 。

 下面程式簡單示範了 Collections 工具類的用法 。

SearchTest.java

public class SearchTest{
    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); // 輸出:[2, -5, 3, 0]
        System.out.println(Collections.max(nums)); // 輸出最大元素，将輸出3
        System.out.println(Collections.min(nums)); // 輸出最小元素，将輸出-5
        Collections.replaceAll(nums , 0 , 1); // 将nums中的0使用1來代替
        System.out.println(nums); // 輸出:[2, -5, 3, 1]
        // 判斷-5在List集合中出現的次數，傳回1
        System.out.println(Collections.frequency(nums , -5));
        Collections.sort(nums); // 對nums集合排序
        System.out.println(nums); // 輸出:[-5, 1, 2, 3]
        //隻有排序後的List集合才可用二分法查詢，輸出3
        System.out.println(Collections.binarySearch(nums , 3));
    }
}      

Collections 類中提供了多個 synchronizedXxxO方法，該方法可以将指定集合包裝成線程同步的集合，進而可以解決多線程并發通路集合時的線程安全問題。

Java 中 常用的集合架構中的實作類 HashSet 、 TreeSet 、ArrayList 、 ArrayDeque 、 LinkedList 、 HashMap和 TreeMap 都是線程不安全的 。 如果有多個線程通路它們，而且有超過一個的線程試圖修改它們，則存線上程安全的問題。 Collections 提供了多個類方法可以把它們包裝成線程同步的集合。

 下面的示例程式建立了 4 個線程安全的集合對象:

SynchronizedTest.java

public class SynchronizedTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        // 下面程式建立了四個線程安全的集合對象
        Collection c = Collections
            .synchronizedCollection(new ArrayList());
        List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList());
        Set s = Collections.synchronizedSet(new HashSet());
        Map m = Collections.synchronizedMap(new HashMap());
    }
}
      

Co llections 提供了如下三類方法來傳回一個不可變的集合。

• emptyXxx(): 傳回 一個空的 、 不可變 的集合對象，此處的集合既可以是 List ， 也可以 是 SortedSet 、Set ， 還可以是 M ap 、 SortedMap 等。
• singletonXxx() : 傳回一個隻包含指定對象(隻有一個或一項元素)的、不可變的集合對象， 此處的集合既可以是 List，還可以是 Map 。
• unmodifiableXxx() : 傳回指定集合對象的不可變視圖，此處的集合既可以是 List ，也可 以 是 Set 、SortedSet ， 還可以是 Map 、 SorteMap 等。

上面三類方法的參數是原有的集合對象 ， 傳回值是該集合的"隻讀 " 版本 。 通過 Collections 提供的三類方法，可以生成"隻讀"的 Collection 或 Map。如下 ：

UnmodifiableTest.java

public class UnmodifiableTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        // 建立一個空的、不可改變的List對象
        List unmodifiableList = Collections.emptyList();
        // 建立一個隻有一個元素，且不可改變的Set對象
        Set unmodifiableSet = Collections.singleton("瘋狂Java講義");
        // 建立一個普通Map對象
        Map scores = new HashMap();
        scores.put("國文" , 80);
        scores.put("Java" , 82);
        // 傳回普通Map對象對應的不可變版本
        Map unmodifiableMap = Collections.unmodifiableMap(scores);
        // 下面任意一行代碼都将引發UnsupportedOperationException異常
        unmodifiableList.add("測試元素");   //①
        unmodifiableSet.add("測試元素");    //②
        unmodifiableMap.put("國文" , 90);   //③
    }
}      

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參考：

【1】：《瘋狂Java講義》

【2】：

廖雪峰的官方網站：使用Collections

【3】：微信公衆号：Java思維導圖