Collections

# Collections

Collections 是 JDK 提供的工具类（注意不是 Collection，多了个 s 的），位于 java.util 包中，提供了一系列静态方法，能更方便地操作各种集合。

# 创建空集合

Collections 提供了一系列方法来创建空集合：

创建空 List：List<T> emptyList()
创建空 Map：Map<K, V> emptyMap()
创建空 Set：Set<T> emptySet()

要注意到返回的空集合是不可变集合，无法向其中添加或删除元素。

此外，也可以用各个集合接口提供的 of(T...) 方法创建空集合。例如，以下创建空 List 的两个方法是等价的：

List<String> list1 = List.of();
List<String> list2 = Collections.emptyList();

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# 排序

Collections 可以对 List 进行排序。因为排序会直接修改 List 元素的位置，因此必须传入可变 List：

import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("apple");
        list.add("pear");
        list.add("orange");
        // 排序前:
        System.out.println(list);
        Collections.sort(list);
        // 排序后:
        System.out.println(list);
    }
}

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# 洗牌算法

Collections 提供了洗牌算法，即传入一个有序的 List，可以随机打乱 List 内部元素的顺序，效果相当于让计算机洗牌：

import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        for (int i=0; i<10; i++) {
            list.add(i);
        }
        // 洗牌前:
        System.out.println(list);
        Collections.shuffle(list);
        // 洗牌后:
        System.out.println(list);
    }
}

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# 不可变集合

Collections 还提供了一组方法把可变集合封装成不可变集合：

封装成不可变 List：List<T> unmodifiableList(List<? extends T> list)
封装成不可变 Set：Set<T> unmodifiableSet(Set<? extends T> set)
封装成不可变 Map：Map<K, V> unmodifiableMap(Map<? extends K, ? extends V> m)

这种封装实际上是通过创建一个代理对象，拦截掉所有修改方法实现的。我们来看看效果：

import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> mutable = new ArrayList<>();
        mutable.add("apple");
        mutable.add("pear");
        // 变为不可变集合:
        List<String> immutable = Collections.unmodifiableList(mutable);
        immutable.add("orange"); // UnsupportedOperationException!
    }
}

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# 线程安全集合

Collections 还提供了一组方法，可以把线程不安全的集合变为线程安全的集合：

变为线程安全的 List：List<T> synchronizedList(List<T> list)
变为线程安全的 Set：Set<T> synchronizedSet(Set<T> s)
变为线程安全的 Map：Map<K,V> synchronizedMap(Map<K,V> m)

多线程的概念我们会在后面讲。因为从 Java 5 开始，引入了更高效的并发集合类，所以上述这几个同步方法已经没有什么用了。

# 小结

Collections 类提供了一组工具方法来方便使用集合类：

创建空集合；
创建单元素集合；
创建不可变集合；
排序／洗牌等操作。

上次更新: 2024/10/1 18:45:09

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