解析Collections工具类主要功能

Collections 是 JDK 提供的一个工具类，位于 java.util 包下，提供了一系列的静态方法，方便我们对集合进行各种操作，算是集合框架的一个大管家。

大致看一下方法名和参数就能知道这个方法是干嘛的:

排序操作

reverse(List list)：反转顺序
shuffle(List list)：洗牌，将顺序打乱
sort(List list)：自然升序
sort(List list, Comparator c)：按照自定义的比较器排序
swap(List list, int i, int j)：将 i 和 j 位置的元素交换位置

来看例子：

java 复制代码

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("seven1");
list.add("seven2");
list.add("seven3");
list.add("seven4");
list.add("seven5");

System.out.println("原始顺序：" + list);

// 反转
Collections.reverse(list);
System.out.println("反转后：" + list);

// 洗牌
Collections.shuffle(list);
System.out.println("洗牌后：" + list);

// 自然升序
Collections.sort(list);
System.out.println("自然升序后：" + list);

// 交换
Collections.swap(list, 2,4);
System.out.println("交换后：" + list);

输出后：

复制代码

原始顺序：[seven1, seven2, seven3, seven4, seven5]
反转后：[seven5, seven4, seven3, seven2, seven1]
洗牌后：[seven5, seven4, seven1, seven3, seven2]
自然升序后：[seven1, seven2, seven3, seven4, seven5]
交换后：[seven1, seven2, seven5, seven4, seven3]

查找操作

binarySearch(List list, Object key)：二分查找法，前提是 List 已经排序过了
max(Collection coll)：返回最大元素
max(Collection coll, Comparator comp)：根据自定义比较器，返回最大元素
min(Collection coll)：返回最小元素
min(Collection coll, Comparator comp)：根据自定义比较器，返回最小元素
frequency(Collection c, Object o)：返回指定对象出现的次数

来看例子：

java 复制代码

System.out.println("最大元素：" + Collections.max(list));
System.out.println("最小元素：" + Collections.min(list));
System.out.println("出现的次数：" + Collections.frequency(list, "seven1"));

// 没有排序直接调用二分查找，结果是不确定的
System.out.println("排序前的二分查找结果：" + Collections.binarySearch(list, "seven2"));
Collections.sort(list);
// 排序后，查找结果和预期一致
System.out.println("排序后的二分查找结果：" + Collections.binarySearch(list, "seven2"));

输出后：

复制代码

最大元素：seven6
最小元素：seven2
出现的次数：0
排序前的二分查找结果：-1
排序后的二分查找结果：0
填充后的结果：[seven6, seven6, seven6, seven6, seven6]

填充集合

fill(List list, Object obj)：使用指定对象填充
addAll(Collection<? super T> c, T... elements)，往集合中添加元素

java 复制代码

List<String> allList = new ArrayList<>();
Collections.addAll(allList, "seven","seven2","seven3");
System.out.println("addAll 后：" + allList);//addAll 后：[seven, seven2, seven3]

Collections.fill(allList, "seven666");
System.out.println("填充后的结果：" + allList);//填充后的结果：[seven666, seven666, seven666]

同步控制(不常用)

ArrayList 是线程不安全的，没法在多线程环境下使用，那 Collections 工具类中提供了多个 synchronizedXxx 方法，这些方法会返回一个同步的对象，从而解决多线程中访问集合时的安全问题。

使用起来也非常的简单：

java 复制代码

SynchronizedList synchronizedList = Collections.synchronizedList(list);

看一眼 SynchronizedList 的源码就明白了，不过是在方法里面使用了 synchronized 关键字，加了一层锁而已。

java 复制代码

static class SynchronizedList<E>
    extends SynchronizedCollection<E>
    implements List<E> {
    private static final long serialVersionUID = -7754090372962971524L;

    final List<E> list;

    SynchronizedList(List<E> list) {
        super(list); // 调用父类 SynchronizedCollection 的构造方法，传入 list
        this.list = list; // 初始化成员变量 list
    }

    // 获取指定索引处的元素
    public E get(int index) {
        synchronized (mutex) {return list.get(index);} // 加锁，调用 list 的 get 方法获取元素
    }
    
    // 在指定索引处插入指定元素
    public void add(int index, E element) {
        synchronized (mutex) {list.add(index, element);} // 加锁，调用 list 的 add 方法插入元素
    }
    
    // 移除指定索引处的元素
    public E remove(int index) {
        synchronized (mutex) {return list.remove(index);} // 加锁，调用 list 的 remove 方法移除元素
    }
}

那这样的话，其实效率和那些直接在方法上加 synchronized 关键字的 Vector、Hashtable 差不多（JDK 1.0 时期就有了），而这些集合类基本上已经废弃了，几乎不怎么用。正确的做法是使用并发包下的 CopyOnWriteArrayList、ConcurrentHashMap。

不可变集合(不常用)

emptyXxx()：制造一个空的不可变集合
singletonXxx()：制造一个只有一个元素的不可变集合
unmodifiableXxx()：为指定集合制作一个不可变集合

举个例子：

java 复制代码

List emptyList = Collections.emptyList();
emptyList.add("非空");
System.out.println(emptyList);

这段代码在执行的时候就抛出错误了。

复制代码

Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException
	at java.util.AbstractList.add(AbstractList.java:148)
	at java.util.AbstractList.add(AbstractList.java:108)
	at com.itwanger.s64.Demo.main(Demo.java:61)

这是因为 Collections.emptyList() 会返回一个 Collections 的内部类 EmptyList，而 EmptyList 并没有重写父类 AbstractList 的 add(int index, E element) 方法，所以执行的时候就抛出了不支持该操作的 UnsupportedOperationException 了。

这是从分析 add 方法源码得出的原因。除此之外，emptyList 方法是 final 的，返回的 EMPTY_LIST 也是 final 的，种种迹象表明 emptyList 返回的就是不可变对象，没法进行增删改查。

java 复制代码

public static final <T> List<T> emptyList() {
    return (List<T>) EMPTY_LIST;
}

public static final List EMPTY_LIST = new EmptyList<>();

Collections的不可变集合并不是真的不可变的，建议使用Guava的不可变集合Immutable

解析Collections工具类主要功能

排序操作

查找操作

填充集合

同步控制(不常用)

不可变集合(不常用)

往期推荐