Java Collections类操作集合详解
Collections类是Java提供的一个操作Set、List和Map等集合的工具类。Collections类提供了许多操作集合的静态方法，借助这些静态方法可以实现集合元素的排序、查找替换和复制等操作。下面介绍Collections类中操作集合的常用方法。
1)排序(Sort)
使用sort方法可以根据元素的自然顺序，对指定列表进行排序。列表中的所有元素都必须实现Comparable接口。或此列表内的所有元素都必须是使用指定比较器可相互比较的 Collections.sort(list,newComparator(){});
2)混排（Shuffling）
混排算法所做的正好与sort相反:它打乱在一个List中可能有的任何排列的踪迹。也就是说，基于随机源的输入重排该List,这样的排列具有相同的可能性（假设随机源是公正的）。这个算法在实现一个碰运气的游戏中是非常有用的。例如，它可被用来混排代表一副牌的Card对象的一个List。另外，在生成测试案例时，它也是十分有用的。Collections.Shuffling(list)
3)反转(Reverse)
使用Reverse方法可以将元素进行反转。Collections.reverse(list)
4)替换所有的元素(Fill)
使用指定元素替换指定列表中的所有元素。Collections.fill(li,"aaa");
5)拷贝(Copy)
用两个参数，一个目标List和一个源List,将源的元素拷贝到目标，并覆盖它的内容。目标List至少与源一样长。如果它更长，则在目标List中的剩余元素不受影响。Collections.copy(list,li):后面一个参数是目标列表,前一个是源列表
6)返回Collections中最小元素(min)
根据指定比较器产生的顺序，返回给定collection的最小元素。collection中的所有元素都必须是通过指定比较器可相互比较的Collections.min(list)
7)返回Collections中最大元素(max)
根据指定比较器产生的顺序，返回给定collection的最大元素。collection中的所有元素都必须是通过指定比较器可相互比较的Collections.max(list)
8)lastIndexOfSubList
返回指定源列表中最后一次出现指定目标列表的起始位置，intcount=Collections.lastIndexOfSubList(list,li);
9)IndexOfSubList
返回指定源列表中第一次出现指定目标列表的起始位置，intcount=Collections.indexOfSubList(list,li);
10)Rotate
根据指定的距离循环移动指定列表中的元素，Collections.rotate(list,-1)；如果是负数，则正向移动，正数则方向移动
排序（正向和逆向）
Collections提供了如下方法用于对List集合元素进行排序。
- voidreverse(Listlist)：对指定List集合元素进行逆向排序。
- voidshuffle(Listlist)：对List集合元素进行随机排序（shuffle方法模拟了“洗牌”动作）。
- voidsort(Listlist)：根据元素的自然顺序对指定List集合的元素按升序进行排序。
- voidsort(Listlist,Comparatorc)：根据指定Comparator产生的顺序对List集合元素进行排序。
- voidswap(Listlist,inti,intj)：将指定List集合中的i处元素和j处元素进行交换。
- voidrotate(Listlist,intdistance)：当distance为正数时，将list集合的后distance个元素“整体”移到前面；当distance为负数时，将list集合的前distance个元素“整体”移到后面。该方法不会改变集合的长度。
下面程序简单示范了利用Collections工具类来操作List集合。
例1
编写一个程序，对用户输入的5个商品价格进行排序后输出。这里要求使用Collections类中sort()方法按从低到高的顺序对其进行排序，最后将排序后的成绩输出。
具体实现代码如下：
publicclassTest1{
publicstaticvoidmain(String[]args){
Scannerinput=newScanner(System.in);
Listprices=newArrayList();
for(inti=0;i<5;i++){
System.out.println("请输入第"+(i+1)+"个商品的价格：");
intp=input.nextInt();
prices.add(Integer.valueOf(p));//将录入的价格保存到List集合中
}
Collections.sort(prices);//调用sort()方法对集合进行排序
System.out.println("价格从低到高的排列为：");
for(inti=0;i
如上述代码，循环录入5个价格，并将每个价格都存储到已定义好的List集合prices中，然后使用Collections类的sort()方法对该集合元素进行升序排序。最后使用for循环遍历users集合，输出该集合中的元素。
该程序的执行结果如下所示。
请输入第1个商品的价格：
85
请输入第2个商品的价格：
48
请输入第3个商品的价格：
66
请输入第4个商品的价格：
80
请输入第5个商品的价格：
18
价格从低到高的排列为：
18 48 66 80 85
例2
循环录入5个商品的名称，并按录入时间的先后顺序进行降序排序，即后录入的先输出。
下面编写程序，使用Collections类的reverse()方法对保存到List集合中的5个商品名称进行反转排序，并输出排序后的商品信息。具体的实现代码如下：
publicclassTest2{
publicstaticvoidmain(String[]args){
Scannerinput=newScanner(System.in);
Liststudents=newArrayList();
System.out.println("********商品信息********");
for(inti=0;i<5;i++){
System.out.println("请输入第"+(i+1)+"个商品的名称：");
Stringname=input.next();
students.add(name);//将录入的商品名称存到List集合中
}
Collections.reverse(students);//调用reverse()方法对集合元素进行反转排序
System.out.println("按录入时间的先后顺序进行降序排列为：");
for(inti=0;i<5;i++){
System.out.print(students.get(i)+"\t");
}
}
}
如上述代码，首先循环录入5个商品的名称，并将这些名称保存到List集合中，然后调用Collections类中的reverse()方法对该集合元素进行反转排序。最后使用for循环将排序后的集合元素输出。
执行该程序，输出结果如下所示。
********商品信息********
请输入第1个商品的名称：
果粒橙
请输入第2个商品的名称：
冰红茶
请输入第3个商品的名称：
矿泉水
请输入第4个商品的名称：
软面包
请输入第5个商品的名称：
巧克力
按录入时间的先后顺序进行降序排列为：
巧克力 软面包 矿泉水 冰红茶 果粒橙
查找、替换操作
Collections还提供了如下常用的用于查找、替换集合元素的方法。
- intbinarySearch(Listlist,Objectkey)：使用二分搜索法搜索指定的List集合，以获得指定对象在List集合中的索引。如果要使该方法可以正常工作，则必须保证List中的元素已经处于有序状态。
- Objectmax(Collectioncoll)：根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最大元素。
- Objectmax(Collectioncoll,Comparatorcomp)：根据Comparator指定的顺序，返回给定集合中的最大元素。
- Objectmin(Collectioncoll)：根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最小元素。
- Objectmin(Collectioncoll,Comparatorcomp)：根据Comparator指定的顺序，返回给定集合中的最小元素。
- voidfill(Listlist,Objectobj)：使用指定元素obj替换指定List集合中的所有元素。
- intfrequency(Collectionc,Objecto)：返回指定集合中指定元素的出现次数。
- intindexOfSubList(Listsource,Listtarget)：返回子List对象在父List对象中第一次出现的位置索引；如果父List中没有出现这样的子List，则返回-1。
- intlastIndexOfSubList(Listsource,Listtarget)：返回子List对象在父List对象中最后一次出现的位置索引；如果父List中没有岀现这样的子List，则返回-1。
- booleanreplaceAll(Listlist,ObjectoldVal,ObjectnewVal)：使用一个新值newVal替换List对象的所有旧值oldVal。
下面程序简单示范了Collections工具类的用法。
例3
编写一个程序，要求用户输入3个商品名称，然后使用Collections类中的fill()方法对商品信息进行重置操作，即将所有名称都更改为“未填写”。具体的实现代码如下：
publicclassTest3{
publicstaticvoidmain(String[]args){
Scannerinput=newScanner(System.in);
Listproducts=newArrayList();
System.out.println("********商品信息********");
for(inti=0;i<3;i++){
System.out.println("请输入第"+(i+1)+"个商品的名称：");
Stringname=input.next();
products.add(name);//将用户录入的商品名称保存到List集合中
}
System.out.println("重置商品信息，将所有名称都更改为'未填写'");
Collections.fill(products,"未填写");
System.out.println("重置后的商品信息为：");
for(inti=0;i
如上述代码，首先循环录入3个商品名称，并将这些商品信息存储到List集合中，然后调用Collections类中的fill()方法将该集合中的所有元素值替换为“未填写”。最后使用for循环将替换后的集合元素输出。
运行该程序，执行结果如下所示。
********商品信息********
请输入第1个商品的名称：
苏打水
请输入第2个商品的名称：
矿泉水
请输入第3个商品的名称：
冰红茶
重置商品信息，将所有名称都更改为'未填写'
重置后的商品信息为：
未填写 未填写 未填写
例4
在一个集合中保存4个数据，分别输出最大最小元素和指定数据在集合中出现的次数。
publicclassTest4{
publicstaticvoidmain(String[]args){
ArrayListnums=newArrayList();
nums.add(2);
nums.add(-5);
nums.add(3);
nums.add(0);
System.out.println(nums);//输出：[2,-5,3,0]
System.out.println(Collections.max(nums));//输出最大元素，将输出3
System.out.println(Collections.min(nums));//输出最小元素，将输出-5
Collections.replaceAll(nums,0,1);//将nums中的0使用1来代替
System.out.println(nums);//输出：[2,-5,3,1]
//判断-5在List集合中出现的次数，返回1
System.out.println(Collections.frequency(nums,-5));
Collections.sort(nums);//对nums集合排序
System.out.println(nums);//输出：[-5,1,2,3]
//只有排序后的List集合才可用二分法查询，输出3
System.out.println(Collections.binarySearch(nums,3));
}
}
如上述代码，向List集合中添加4个数据，然后调用Collections类中的max()和min()方法输出集合中的最大最小元素，replaceAll()替换元素，frequency()判断指定数据在List集合中出现的次数，最后用binarySearch()进行二分法查询。
运行上述程序，执行结果如下：
[2,-5,3,0]
3
-5
[2,-5,3,1]
1
[-5,1,2,3]
3
复制
Collections类的copy()静态方法用于将指定集合中的所有元素复制到另一个集合中。执行copy()方法后，目标集合中每个已复制元素的索引将等同于源集合中该元素的索引。
copy()方法的语法格式如下：
voidcopy(Listdest,Listsrc)
其中，dest表示目标集合对象，src表示源集合对象。
注意：目标集合的长度至少和源集合的长度相同，如果目标集合的长度更长，则不影响目标集合中的其余元素。如果目标集合长度不够而无法包含整个源集合元素，程序将抛出IndexOutOfBoundsException异常。
例5
在一个集合中保存了5个商品名称，现在要使用Collections类中的copy()方法将其中的3个替换掉。具体实现的代码如下：
publicclassTest5{
publicstaticvoidmain(String[]args){
Scannerinput=newScanner(System.in);
ListsrcList=newArrayList();
ListdestList=newArrayList();
destList.add("苏打水");
destList.add("木糖醇");
destList.add("方便面");
destList.add("火腿肠");
destList.add("冰红茶");
System.out.println("原有商品如下：");
for(inti=0;i
如上述代码，首先创建了两个List对象srcList和destList，并向destList集合中添加了5个元素，向srcList集合中添加了3个元素，然后调用Collections类中copy()方法将srcList集合中的全部元素复制到destList集合中。由于destList集合中含有5个元素，故最后两个元素不会被覆盖。
运行该程序，具体的执行结果如下所示。
原有商品如下：
苏打水
木糖醇
方便面
火腿肠
冰红茶
输入替换的商品名称：
第1个商品：
燕麦片
第2个商品：
八宝粥
第3个商品：
软面包
当前商品有：
燕麦片 八宝粥 软面包 火腿肠 冰红茶
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