Java retainAll() 详解

在 Java 中,retainAll()Collection 接口(ListSet 等集合类实现该接口)的一种方法,用于保留集合中与指定集合交集的元素,删除其他所有元素。

以下是对 retainAll() 方法的详细讲解。


1. 方法定义

方法签名

java 复制代码
boolean retainAll(Collection<?> c)

参数

  • c:一个集合,用于指定要保留的元素。

返回值

  • 返回一个 boolean 值:
    • true:如果集合内容因调用此方法而改变。
    • false:如果集合内容没有改变(即调用此方法前后集合中的元素相同)。

2. 功能描述

  • retainAll() 方法会将调用该方法的集合(假设为 A)中的所有元素与参数集合(假设为 B)进行比较,保留两者交集的元素。
  • 如果 A 中的元素不在 B 中,它们会被移除。
  • 参数集合 B 不会被修改。

3. 使用示例

基本用法

java 复制代码
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

public class RetainAllExample {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> list1 = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5));
        ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<>(Arrays.asList(3, 4, 5, 6, 7));

        // 保留 list1 和 list2 的交集
        list1.retainAll(list2);

        System.out.println(list1); // 输出:[3, 4, 5]
    }
}

返回值示例

java 复制代码
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

public class RetainAllExample {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B", "C"));
        ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>(Arrays.asList("B", "C"));

        boolean isModified = list1.retainAll(list2);

        System.out.println(isModified); // 输出:true,因为 list1 发生了改变
        System.out.println(list1); // 输出:[B, C]
    }
}

4. 常见场景

场景 1:找出两个集合的交集

使用 retainAll() 可以快速找到两个集合的交集:

java 复制代码
Set<Integer> set1 = new HashSet<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4));
Set<Integer> set2 = new HashSet<>(Arrays.asList(3, 4, 5, 6));

set1.retainAll(set2);

System.out.println(set1); // 输出:[3, 4]

场景 2:从集合中删除不需要的元素

通过与一个已知集合比较,保留需要的元素,其余元素被删除:

java 复制代码
List<String> fruits = new ArrayList<>(Arrays.asList("Apple", "Banana", "Mango", "Orange"));
List<String> preferredFruits = Arrays.asList("Apple", "Orange");

fruits.retainAll(preferredFruits);

System.out.println(fruits); // 输出:[Apple, Orange]

5. 注意事项和常见问题

注意事项

  1. 不支持 null 集合

    • 如果参数集合为 null,调用 retainAll() 会抛出 NullPointerException

      java 复制代码
      List<Integer> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3));
      list.retainAll(null); // 抛出 NullPointerException
  2. 原集合会被修改

    • 调用此方法后,原集合的内容会被更改,仅保留交集元素。
  3. 参数集合不可修改

    • retainAll() 不会修改参数集合。

常见问题

  • 空交集

    如果两个集合没有交集,则调用 retainAll() 后,原集合会变为空。

    java 复制代码
    List<Integer> list1 = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3));
    List<Integer> list2 = new ArrayList<>(Arrays.asList(4, 5, 6));
    
    list1.retainAll(list2);
    
    System.out.println(list1); // 输出:[]
  • 顺序保留

    如果使用 List(如 ArrayList),retainAll() 保留交集时,元素的顺序按照原集合的顺序。

    java 复制代码
    List<Integer> list1 = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4));
    List<Integer> list2 = new ArrayList<>(Arrays.asList(4, 3));
    
    list1.retainAll(list2);
    
    System.out.println(list1); // 输出:[3, 4]

6. 内部原理

执行流程

  1. 遍历调用 retainAll() 的集合(如 list1)。
  2. 对于每个元素,检查它是否存在于参数集合中(如 list2)。
  3. 如果不存在,移除该元素。
  4. 返回 true,如果至少有一个元素被移除;否则返回 false

效率

  • 取决于参数集合的类型:
    • 如果参数集合是一个 HashSetretainAll() 的性能较好,因为 HashSet 提供了快速的查找操作(O(1))。
    • 如果参数集合是一个 List,性能可能会较低,因为查找操作需要线性时间(O(n))。

7. 与其他方法的区别

removeAll()

  • 区别removeAll() 是删除当前集合中与指定集合交集的元素,而 retainAll() 是保留交集元素。

  • 示例

    java 复制代码
    List<Integer> list1 = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4));
    List<Integer> list2 = new ArrayList<>(Arrays.asList(3, 4, 5));
    
    // removeAll 删除交集
    list1.removeAll(list2);
    System.out.println(list1); // 输出:[1, 2]
    
    // retainAll 保留交集
    list1 = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4));
    list1.retainAll(list2);
    System.out.println(list1); // 输出:[3, 4]

8. 总结

方法 描述
作用 保留集合中与指定集合交集的元素,其余元素被删除
修改原集合
参数不可为空 如果参数集合为空会抛出 NullPointerException
返回值 如果集合发生变化返回 true,否则返回 false
常见用途 找交集、过滤集合中的元素

retainAll() 是操作集合的一个常用方法,能够帮助开发者快速进行集合间的交集操作。在使用时,需要注意原集合会被修改,因此在某些场景下可能需要备份原集合数据以避免数据丢失。

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