java的collections工具类

### Java `Collections` 工具类概述 `java.util.Collections` 是 Java 标准库中的一个重要工具类，封装了大量的静态方法来操作集合对象[^1]。该工具类能够处理多种集合类型，如 List、Set 等，并提供了高效的集合操作方式。 #### 主要功能介绍 #### 排序 对于实现了 `List` 接口的集合，可以通过调用 `sort()` 方法来进行排序。此方法支持自然排序（即按照元素自身的比较逻辑）和定制化排序（通过传入自定义 Comparator）。下面展示了一个简单的例子： ```java import java.util.*; public class SortExample { public static void main(String[] args) { List<Integer> numbers = Arrays.asList(7, 2, 9, 4); // 自然排序 Collections.sort(numbers); System.out.println("Sorted list (natural order): " + numbers); // 定制排序 Collections.sort(numbers, new Comparator<Integer>() { @Override public int compare(Integer o1, Integer o2) { return -(o1.compareTo(o2)); // 反向排序 } }); System.out.println("Reverse sorted list: " + numbers); } } ``` #### 查找最大/最小值 为了方便开发者快速获取集合内的极值项，`Collections` 提供了 `max()` 和 `min()` 方法。这两个函数接受一个 Collection 参数并返回相应的极大或极小值。 ```java // 获取最大值 Integer maxValue = Collections.max(listOfNumbers); System.out.println("Max value is: " + maxValue); // 获取最小值 Integer minValue = Collections.min(listOfIntegers); System.out.println("Min value is: " + minValue); ``` #### 批量添加与替换 当需要一次性向现有集合中增加多个新成员时，可利用 `addAll(Collection<? super T> c, T... elements)` 来完成这一任务；而对于想要更新整个集合内特定位置上的数据，则有专门设计好的 `replaceAll(List<T>, oldVal, newVal)` 函数可供选用。 ```java ArrayList<String> stringList = new ArrayList<>(Arrays.asList("a", "b")); boolean success = Collections.addAll(stringList, "c", "d"); if(success){ System.out.println("Added all successfully."); } stringList.replaceAll(s -> s.toUpperCase()); System.out.println("After replacing with uppercase letters: "+stringList); ``` #### 集合间复制 如果希望把源集合里的全部条目转移到目标容器里去的话，那么就可以考虑采用 `copy(Dest dest, Src src)` 这样的形式来做深拷贝工作。 ```java List<String> source = Arrays.asList("one", "two", "three"); List<String> destination = new ArrayList<>(source.size()); Collections.copy(destination, source); System.out.println("Copied content from source to destination: " + destination); ``` #### 单一实例及不可变集合创建 有时应用程序可能只需要固定不变的数据结构作为参数传递给其他组件，在这种情况下便能借助于 `singleton()`, `emptyList/Set/Map()`, 或者 `unmodifiable*()` 类的方法构建只读视图。 ```java // 创建单一实例集合 Set<String> singletonSet = Collections.singleton("only one element"); // 构建空集合 List<Object> emptyList = Collections.emptyList(); Set<?> emptySet = Collections.emptySet(); // 转换成不可修改版本 List<String> readOnlyList = Collections.unmodifiableList(new LinkedList<>()); ``` #### 同步控制 考虑到多线程环境下并发访问共享资源的安全隐患问题，`Collections` 特意准备了几种同步化的包装器模式——比如 `synchronizedCollection()`, `synchronizedList()`, `synchronizedSet()`, `synchronizedMap()` ——使得原本不具备此类特性的基础类型也能被安全地应用于高竞争度场景之中。 ```java List<String> threadSafeList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>()); ```