基礎面試題：Collections 工具類詳解

對集合本體的操作

線程同步集合的包裝

特徵
- 方法名爲synchronizedXxx
適用範圍
- List
- Collection
- Set
- Map
缺點
- 每次讀寫都要加鎖，鎖的層級爲對象，不利於多線程的同時操作
- 在使用Iterator的遍歷時修改元素ConcurrentModificationException
- 建議使用java.util.concurrent的集合線程同步類

返回不可變集合

特徵
- 方法名爲emptyXxx(空集合)/singletonXxx(包含傳入元素的集合)/unmodifiableXxx(包含傳入集合元素的集合)
適用範圍
- emptyXxx
  - Set
  - List
  - Map
  - Iterator
  - Enumeration
- singletonXxx
  - Set
  - List
  - Map
- unmodifiableXxx
  - Map
  - List
  - Set

返回指定集的動態類型安全視圖

特徵
- 方法名爲checkedXxx
適用範圍
- List
- Map
- Queue
- Set
- Collection

集合間的轉換

特徵
- asLifoQueue(將傳入的Deque轉換成Queue)
- list(將傳入的Enumeration轉換成ArrayList)
- newSetFromMap(根據傳入的空Map返回Set)
- nCopies(根據傳入的n返回含n個副本的List)

集合內元素的操作

添加元素到集合中

特徵
- addAll
- copy(將源集合元素複製到目標集合中)
適用範圍
- addAll
  - Collection
- copy
  - List

查找元素

特徵
- binarySearch(二分查找特定元素)
- frequency(查找元素出現次數)
- indexOfSubList(返回目標list在源list的開始位置)
- subIndexOfSubList(返回目標list在源list的結束位置)
- shuffle(返回隨機索引元素)
適用範圍
- binarySearch
  - List
- frequency
  - Collection
- shuffle
  - List

替換

特徵
- fill(替換集合所有元素)
- replaceAll(替換特定的值)
適用範圍
- fill
  - List
- replaceAll
  - List

改變元素位置

特徵
- sort(排序)
- swap
- rotate(反轉)
- reverse
適用範圍
- List

對比元素

特徵
- min/max(尋找最大/小元素)
- disJoint(判斷兩個集合元素是否全不同)
適用範圍
- Collection

總結

Collections工具類能對各接口以及實現類實現多種操作

集合類級操作
- 返回線程安全集合
- 返回不可變集合
- 返回安全視圖
- 集合間的轉換
涉及到內部元素的操作
- 添加元素到集合中
- 查找特定元素
- 替換元素
- 改變元素位置
- 元素間的比較

Collections 工具類幾種常用方法示列:

1.排序操作

void reverse(List list)//反轉
void shuffle(List list)//隨機排序
void sort(List list)//按自然排序的升序排序
void sort(List list, Comparator c)//定製排序，由Comparator控制排序邏輯
void swap(List list, int i , int j)//交換兩個索引位置的元素
void rotate(List list, int distance)//旋轉。當distance爲正數時，將list後distance個元素整體移到前面。當distance爲負數時，將 list的前distance個元素整體移到後面。

示例代碼:

     ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
		arrayList.add(-1);
		arrayList.add(3);
		arrayList.add(3);
		arrayList.add(-5);
		arrayList.add(7);
		arrayList.add(4);
		arrayList.add(-9);
		arrayList.add(-7);
		System.out.println("原始數組:");
		System.out.println(arrayList);
		
		// void reverse(List list),反轉
		Collections.reverse(arrayList);
		System.out.println("Collections.reverse(arrayList):");
		System.out.println(arrayList);

		//void rotate(arrayList, 4),旋轉
		Collections.rotate(arrayList, 4);
		System.out.println("Collections.rotate(arrayList, 4):" + arrayList);

		// void sort(List list),按自然排序的升序排序
		Collections.sort(arrayList);
		System.out.println("Collections.sort(arrayList):" + arrayList);
		
		//void sort(List list, Comparator c)//定製排序，由Comparator控制排序邏輯
		Collections.sort(arrayList, new Comparator<Integer>() {
			@Override
			public int compare(Integer o1, Integer o2) {
				return o2.compareTo(o1);
			}
		});
		System.out.println("Collections.sort(List list, Comparator c)：" + arrayList);
		
		// void shuffle(List list),隨機排序
		Collections.shuffle(arrayList);
		System.out.println("Collections.shuffle(arrayList):" + arrayList);

		// void swap(List list, int i , int j),交換兩個索引位置的元素
		Collections.swap(arrayList, 2, 5);
		System.out.println("Collections.swap(arrayList, 2, 5):" + arrayList);

2.查找,替換操作

int binarySearch(List list, Object key)//對List進行二分查找，返回索引，注意List必須是有序的
int max(Collection coll)//根據元素的自然順序，返回最大的元素。 
int min(Collection coll)//根據元素的自然順序，返回最小的元素。
int max(Collection coll, Comparator c)//根據定製排序，返回最大元素，排序規則由Comparatator類控制。int min(Collection coll, Comparator c)//根據定製排序，返回最小元素，排序規則由Comparatator類控制。
void fill(List list, Object obj)//用指定的元素代替指定list中的所有元素。
int frequency(Collection c, Object o)//統計元素出現次數
int indexOfSubList(List list, List target)//獲取指定源列表中指定的目標列表中最後一次出現的起始位置。找不到則返回-1，類比int lastIndexOfSubList(List source, list target)//獲取指定源列表中指定的目標列表中最後一次出現的起始位置。找不到返回-1
boolean replaceAll(List list, Object oldVal, Object newVal), 用新元素替換舊元素

示例代碼：

		ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
		arrayList.add(-1);
		arrayList.add(3);
		arrayList.add(3);
		arrayList.add(-5);
		arrayList.add(7);
		arrayList.add(4);
		arrayList.add(-9);
		arrayList.add(-7);
		ArrayList<Integer> arrayList2 = new ArrayList<Integer>();
		arrayList2.add(-3);
		arrayList2.add(-5);
		arrayList2.add(7);
		
		System.out.println("原始數組:");
		System.out.println(arrayList);
		
		//int max(Collection coll),根據元素的自然順序，返回最大的元素。
		System.out.println("Collections.max(arrayList):" + Collections.max(arrayList));
		
		//int min(Collection coll)//根據元素的自然順序，返回最小的元素。
		System.out.println("Collections.min(arrayList):" + Collections.min(arrayList));
		
		//boolean replaceAll(List list, Object oldVal, Object newVal), 用新元素替換舊元素
		Collections.replaceAll(arrayList, 3, -3);
		System.out.println("Collections.replaceAll(arrayList, 3, -3):" + arrayList);
		
		//int frequency(Collection c, Object o)//統計元素出現次數
		System.out.println("Collections.frequency(arrayList, -3):" + Collections.frequency(arrayList, -3));
	
		////獲取指定源列表中指定的目標列表中最後一次出現的起始位置。
		System.out.println("Collections.indexOfSubList(arrayList, arrayList2):" + Collections.indexOfSubList(arrayList, arrayList2));
		
		System.out.println("Collections.binarySearch(arrayList, 7):");
		// 對List進行二分查找，返回索引，List必須是有序的
		Collections.sort(arrayList);
		System.out.println(Collections.binarySearch(arrayList, 7));

同步控制

Collections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，從而解決多線程併發訪問集合時的線程安全問題。

我們知道 HashSet，TreeSet，ArrayList,LinkedList,HashMap,TreeMap 都是線程不安全的。Collections提供了多個靜態方法可以把他們包裝成線程同步的集合。

最好不要用下面這些方法，效率非常低，需要線程安全的集合類型時請考慮使用 JUC 包下的併發集合。

方法如下：

synchronizedCollection(Collection<T>  c) //返回指定 collection 支持的同步（線程安全的）collection。
synchronizedList(List<T> list)//返回指定列表支持的同步（線程安全的）List。
synchronizedMap(Map<K,V> m) //返回由指定映射支持的同步（線程安全的）Map。
synchronizedSet(Set<T> s) //返回指定 set 支持的同步（線程安全的）set。

Collections還可以設置不可變集合，提供瞭如下三類方法：

emptyXxx(): 返回一個空的、不可變的集合對象，此處的集合既可以是List，也可以是Set，還可以是Map。
singletonXxx(): 返回一個只包含指定對象（只有一個或一個元素）的不可變的集合對象，此處的集合可以是：List，Set，Map。
unmodifiableXxx(): 返回指定集合對象的不可變視圖，此處的集合可以是：List，Set，Map。
上面三類方法的參數是原有的集合對象，返回值是該集合的”只讀“版本。

示例代碼：

        ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
        arrayList.add(-1);
        arrayList.add(3);
        arrayList.add(3);
        arrayList.add(-5);
        arrayList.add(7);
        arrayList.add(4);
        arrayList.add(-9);
        arrayList.add(-7);
        HashSet<Integer> integers1 = new HashSet<>();
        integers1.add(1);
        integers1.add(3);
        integers1.add(2);
        Map scores = new HashMap();
        scores.put("語文" , 80);
        scores.put("Java" , 82);

        //Collections.emptyXXX();創建一個空的、不可改變的XXX對象
        List<Object> list = Collections.emptyList();
        System.out.println(list);//[]
        Set<Object> objects = Collections.emptySet();
        System.out.println(objects);//[]
        Map<Object, Object> objectObjectMap = Collections.emptyMap();
        System.out.println(objectObjectMap);//{}

        //Collections.singletonXXX();
        List<ArrayList<Integer>> arrayLists = Collections.singletonList(arrayList);
        System.out.println(arrayLists);//[[-1, 3, 3, -5, 7, 4, -9, -7]]
        //創建一個只有一個元素，且不可改變的Set對象
        Set<ArrayList<Integer>> singleton = Collections.singleton(arrayList);
        System.out.println(singleton);//[[-1, 3, 3, -5, 7, 4, -9, -7]]
        Map<String, String> nihao = Collections.singletonMap("1", "nihao");
        System.out.println(nihao);//{1=nihao}

        //unmodifiableXXX();創建普通XXX對象對應的不可變版本
        List<Integer> integers = Collections.unmodifiableList(arrayList);
        System.out.println(integers);//[-1, 3, 3, -5, 7, 4, -9, -7]
        Set<Integer> integers2 = Collections.unmodifiableSet(integers1);
        System.out.println(integers2);//[1, 2, 3]
        Map<Object, Object> objectObjectMap2 = Collections.unmodifiableMap(scores);
        System.out.println(objectObjectMap2);//{Java=82, 語文=80}

        //添加出現異常：java.lang.UnsupportedOperationException
//        list.add(1);
//        arrayLists.add(arrayList);
//        integers.add(1);

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基礎面試題：Collections 工具類詳解

對集合本體的操作

線程同步集合的包裝

返回不可變集合

返回指定集的動態類型安全視圖

集合間的轉換

集合內元素的操作

添加元素到集合中

查找元素

替換

改變元素位置

對比元素

總結

1.排序操作

2.查找,替換操作

同步控制

Collections還可以設置不可變集合，提供瞭如下三類方法：

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