Java 常用工具包 java.util

文章目录

- 一、List：存储一组有顺序的数据
- 二、Set：去重
- 三、Map：键值对存储
- 四、Collections：集合工具类
- 五、Arrays：数组工具类
- 六、Optional：处理可能为空的值
- 七、Stream：处理集合数据
- - [1. 过滤数据](#1. 过滤数据)
  - [2. 转换数据](#2. 转换数据)
  - [3. 分组](#3. 分组)
- 八、Objects：对象工具类
- 九、UUID：生成唯一标识
- 十、Scanner：读取控制台输入
- 十一、常用类总结

java.util 是 Java 开发中非常基础、也非常实用的工具包。

如果是日常业务开发，重点掌握下面这些就够用了：

学习这些类时，不需要死记硬背每一个方法，而是要记住它们解决什么问题：

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List：存列表
Set：做去重
Map：存键值对
Collections：操作集合
Arrays：操作数组
Optional：处理空值
Stream：处理集合数据
Objects：判空和比较
UUID：生成唯一标识
Scanner：读取输入

掌握这些内容后，基本就能覆盖大部分 Java 日常开发场景。

在 Java 开发中，java.util 是一个非常常用的基础包。平时写业务代码时，经常会用到 List、Map、Set、Collections、Arrays、Optional、Stream、Objects 等工具。

这篇文章不做大而全的介绍，只整理开发中最常用、最实用的几个部分。

一、List：存储一组有顺序的数据

List 的特点是：有序、可重复。

实际开发中最常用的是 ArrayList。

java 复制代码

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = new ArrayList<>();

        names.add("张三");
        names.add("李四");
        names.add("王五");

        System.out.println(names.get(0));

        for (String name : names) {
            System.out.println(name);
        }
    }
}

常见场景：

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用户列表
商品列表
查询结果列表
表格数据列表

一般情况下，列表数据优先使用：

java 复制代码

List<T> list = new ArrayList<>();

二、Set：去重

Set 的特点是：元素不能重复。

常用实现类：

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HashSet：不保证顺序，适合快速去重
LinkedHashSet：保留插入顺序
TreeSet：自动排序

示例：

java 复制代码

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class SetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> tags = new HashSet<>();

        tags.add("Java");
        tags.add("Spring Boot");
        tags.add("Java");

        System.out.println(tags);
    }
}

Set 最常见的用途就是去重：

java 复制代码

List<String> list = List.of("Java", "MySQL", "Java", "Redis");

Set<String> set = new HashSet<>(list);

System.out.println(set);

三、Map：键值对存储

Map 用来保存 key-value 结构。

实际开发中最常用的是 HashMap。

java 复制代码

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class MapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Map<Long, String> userMap = new HashMap<>();

        userMap.put(1L, "张三");
        userMap.put(2L, "李四");

        System.out.println(userMap.get(1L));
    }
}

常见场景：

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用户ID -> 用户信息
商品ID -> 商品详情
配置名称 -> 配置值
分类ID -> 分类名称

遍历 Map：

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userMap.forEach((id, name) -> {
    System.out.println(id + "：" + name);
});

如果是在多线程场景下，可以考虑使用：

java 复制代码

ConcurrentHashMap<K, V>

四、Collections：集合工具类

Collections 是专门操作集合的工具类。

常用方法：

java 复制代码

List<Integer> numbers = new ArrayList<>();

numbers.add(3);
numbers.add(1);
numbers.add(2);

Collections.sort(numbers);     // 排序
Collections.reverse(numbers);  // 反转
Collections.shuffle(numbers);  // 打乱

获取最大值、最小值：

java 复制代码

Integer max = Collections.max(numbers);
Integer min = Collections.min(numbers);

常见使用场景：

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列表排序
数据反转
随机打乱
获取最大值和最小值

五、Arrays：数组工具类

Arrays 用来操作数组。

java 复制代码

import java.util.Arrays;

public class ArraysDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] nums = {3, 1, 2};

        Arrays.sort(nums);

        System.out.println(Arrays.toString(nums));
    }
}

数组转 List：

java 复制代码

String[] arr = {"Java", "MySQL", "Redis"};

List<String> list = Arrays.asList(arr);

需要注意，Arrays.asList() 返回的是固定长度列表，不能直接新增或删除元素。

错误示例：

java 复制代码

List<String> list = Arrays.asList("Java", "MySQL");
list.add("Redis"); // 报错

如果需要可修改列表，可以这样写：

java 复制代码

List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("Java", "MySQL"));
list.add("Redis");

六、Optional：处理可能为空的值

Optional 可以用来表示一个值可能存在，也可能不存在。

传统写法：

java 复制代码

String name = getName();

if (name != null) {
    System.out.println(name);
}

使用 Optional：

java 复制代码

Optional<String> optionalName = Optional.ofNullable(getName());

optionalName.ifPresent(name -> {
    System.out.println(name);
});

设置默认值：

java 复制代码

String name = Optional.ofNullable(getName())
        .orElse("默认名称");

实际开发中，Optional 比较适合作为方法返回值：

java 复制代码

public Optional<User> findUserById(Long id) {
    return Optional.empty();
}

它可以让调用方明确知道：这个结果可能不存在。

七、Stream：处理集合数据

Stream 常用于对集合进行筛选、转换、排序、分组等操作。

1. 过滤数据

java 复制代码

List<Integer> numbers = List.of(1, 2, 3, 4, 5);

List<Integer> result = numbers.stream()
        .filter(num -> num > 3)
        .toList();

System.out.println(result);

2. 转换数据

java 复制代码

List<String> names = List.of("java", "mysql", "redis");

List<String> result = names.stream()
        .map(String::toUpperCase)
        .toList();

System.out.println(result);

3. 分组

java 复制代码

Map<String, List<User>> groupMap = users.stream()
        .collect(Collectors.groupingBy(User::getCity));

Stream 适合处理简单的数据转换逻辑。如果逻辑很复杂，普通 for 循环反而更清晰。

八、Objects：对象工具类

Objects 常用于判空和安全比较。

java 复制代码

import java.util.Objects;

String name = null;

System.out.println(Objects.isNull(name));
System.out.println(Objects.nonNull(name));

安全比较两个对象：

java 复制代码

String a = null;
String b = "Java";

System.out.println(Objects.equals(a, b));

相比直接写：

java 复制代码

a.equals(b);

Objects.equals(a, b) 更安全，因为不会因为 a 是 null 而抛出空指针异常。

九、UUID：生成唯一标识

UUID 可以生成一个随机唯一标识。

java 复制代码

import java.util.UUID;

public class UUIDDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String id = UUID.randomUUID().toString();

        System.out.println(id);
    }
}

去掉横线：

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String id = UUID.randomUUID().toString().replace("-", "");

常见场景：

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文件名
临时编号
请求追踪ID
测试数据ID

十、Scanner：读取控制台输入

Scanner 常用于控制台输入，在刷算法题时比较常见。

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import java.util.Scanner;

public class ScannerDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        String name = scanner.nextLine();
        int age = scanner.nextInt();

        System.out.println(name);
        System.out.println(age);
    }
}

常用方法：

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next()：读取一个单词
nextLine()：读取一整行
nextInt()：读取 int
nextLong()：读取 long
nextDouble()：读取 double

不过如果输入量很大，Scanner 性能一般，可以考虑使用 BufferedReader。

十一、常用类总结

类或接口	作用	常见场景
ArrayList	有序列表	存储列表数据
HashSet	去重集合	数据去重
HashMap	键值对	根据 key 查找 value
Collections	集合工具类	排序、反转、打乱
Arrays	数组工具类	数组排序、数组转 List
Optional	空值处理	避免直接返回 null
Stream	流式处理	筛选、转换、分组
Objects	对象工具类	判空、安全比较
UUID	唯一标识	文件名、追踪 ID
Scanner	控制台输入	算法题、简单输入