[Java SDK] [Collection] Java 中的集合一

简介: [Java SDK] [Collection] Java 中的集合一

简介

JDK 自带的集合,数组工具类,被称为元素处理“工兵铲”,前线杀敌必备技能,下面就来总结一下,Java自带的集合/数组工具类;

方法/步骤

Collections

Collections 工具类常用方法:

  1. 排序
  2. 查找,替换操作
  3. 同步控制(不推荐,需要线程安全的集合类型时请考虑使用 JUC 包下的并发集合)

排序操作

void reverse(List list)//反转
void shuffle(List list)//随机排序
void sort(List list)//按自然排序的升序排序
void sort(List list, Comparator c)//定制排序,由Comparator控制排序逻辑
void swap(List list, int i , int j)//交换两个索引位置的元素
void rotate(List list, int distance)//旋转。当distance为正数时,将list后distance个元素整体移到前面。当distance为负数时,将 list的前distance个元素整体移到后面。

示例代码:

 ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
        arrayList.add(-1);
        arrayList.add(3);
        arrayList.add(3);
        arrayList.add(-5);
        arrayList.add(7);
        arrayList.add(4);
        arrayList.add(-9);
        arrayList.add(-7);
        System.out.println("原始数组:");
        System.out.println(arrayList);
        // void reverse(List list):反转
        Collections.reverse(arrayList);
        System.out.println("Collections.reverse(arrayList):");
        System.out.println(arrayList);


        Collections.rotate(arrayList, 4);
        System.out.println("Collections.rotate(arrayList, 4):");
        System.out.println(arrayList);

        // void sort(List list),按自然排序的升序排序
        Collections.sort(arrayList);
        System.out.println("Collections.sort(arrayList):");
        System.out.println(arrayList);

        // void shuffle(List list),随机排序
        Collections.shuffle(arrayList);
        System.out.println("Collections.shuffle(arrayList):");
        System.out.println(arrayList);

        // void swap(List list, int i , int j),交换两个索引位置的元素
        Collections.swap(arrayList, 2, 5);
        System.out.println("Collections.swap(arrayList, 2, 5):");
        System.out.println(arrayList);

        // 定制排序的用法
        Collections.sort(arrayList, new Comparator<Integer>() {

            @Override
            public int compare(Integer o1, Integer o2) {
                return o2.compareTo(o1);
            }
        });
        System.out.println("定制排序后:");
        System.out.println(arrayList);

查找,替换操作

int binarySearch(List list, Object key)//对List进行二分查找,返回索引,注意List必须是有序的
int max(Collection coll)//根据元素的自然顺序,返回最大的元素。 类比int min(Collection coll)
int max(Collection coll, Comparator c)//根据定制排序,返回最大元素,排序规则由Comparatator类控制。类比int min(Collection coll, Comparator c)
void fill(List list, Object obj)//用指定的元素代替指定list中的所有元素。
int frequency(Collection c, Object o)//统计元素出现次数
int indexOfSubList(List list, List target)//统计target在list中第一次出现的索引,找不到则返回-1,类比int lastIndexOfSubList(List source, list target).
boolean replaceAll(List list, Object oldVal, Object newVal), 用新元素替换旧元素
示例代码:
ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
        arrayList.add(-1);
        arrayList.add(3);
        arrayList.add(3);
        arrayList.add(-5);
        arrayList.add(7);
        arrayList.add(4);
        arrayList.add(-9);
        arrayList.add(-7);
        ArrayList<Integer> arrayList2 = new ArrayList<Integer>();
        arrayList2.add(-3);
        arrayList2.add(-5);
        arrayList2.add(7);
        System.out.println("原始数组:");
        System.out.println(arrayList);

        System.out.println("Collections.max(arrayList):");
        System.out.println(Collections.max(arrayList));

        System.out.println("Collections.min(arrayList):");
        System.out.println(Collections.min(arrayList));

        System.out.println("Collections.replaceAll(arrayList, 3, -3):");
        Collections.replaceAll(arrayList, 3, -3);
        System.out.println(arrayList);

        System.out.println("Collections.frequency(arrayList, -3):");
        System.out.println(Collections.frequency(arrayList, -3));

        System.out.println("Collections.indexOfSubList(arrayList, arrayList2):");
        System.out.println(Collections.indexOfSubList(arrayList, arrayList2));

        System.out.println("Collections.binarySearch(arrayList, 7):");
        // 对List进行二分查找,返回索引,List必须是有序的
        Collections.sort(arrayList);
        System.out.println(Collections.binarySearch(arrayList, 7));

同步控制

Collections提供了多个synchronizedXxx()方法·,该方法可以将指定集合包装成线程同步的集合,从而解决多线程并发访问集合时的线程安全问题。

我们知道 HashSet,TreeSet,ArrayList,LinkedList,HashMap,TreeMap 都是线程不安全的。Collections提供了多个静态方法可以把他们包装成线程同步的集合。

最好不要用下面这些方法,效率非常低,需要线程安全的集合类型时请考虑使用 JUC 包下的并发集合。

方法如下:

synchronizedCollection(Collection<T>  c) //返回指定 collection 支持的同步(线程安全的)collection。
synchronizedList(List<T> list)//返回指定列表支持的同步(线程安全的)List。
synchronizedMap(Map<K,V> m) //返回由指定映射支持的同步(线程安全的)Map。
synchronizedSet(Set<T> s) //返回指定 set 支持的同步(线程安全的)set。

Collections还可以设置不可变集合

提供了如下三类方法:

emptyXxx(): 返回一个空的、不可变的集合对象,此处的集合既可以是List,也可以是Set,还可以是Map。
singletonXxx(): 返回一个只包含指定对象(只有一个或一个元素)的不可变的集合对象,此处的集合可以是:List,Set,Map。
unmodifiableXxx(): 返回指定集合对象的不可变视图,此处的集合可以是:List,Set,Map。
上面三类方法的参数是原有的集合对象,返回值是该集合的”只读“版本。
示例代码:
 ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
        arrayList.add(-1);
        arrayList.add(3);
        arrayList.add(3);
        arrayList.add(-5);
        arrayList.add(7);
        arrayList.add(4);
        arrayList.add(-9);
        arrayList.add(-7);
        HashSet<Integer> integers1 = new HashSet<>();
        integers1.add(1);
        integers1.add(3);
        integers1.add(2);
        Map scores = new HashMap();
        scores.put("语文" , 80);
        scores.put("Java" , 82);

        //Collections.emptyXXX();创建一个空的、不可改变的XXX对象
        List<Object> list = Collections.emptyList();
        System.out.println(list);//[]
        Set<Object> objects = Collections.emptySet();
        System.out.println(objects);//[]
        Map<Object, Object> objectObjectMap = Collections.emptyMap();
        System.out.println(objectObjectMap);//{}

        //Collections.singletonXXX();
        List<ArrayList<Integer>> arrayLists = Collections.singletonList(arrayList);
        System.out.println(arrayLists);//[[-1, 3, 3, -5, 7, 4, -9, -7]]
        //创建一个只有一个元素,且不可改变的Set对象
        Set<ArrayList<Integer>> singleton = Collections.singleton(arrayList);
        System.out.println(singleton);//[[-1, 3, 3, -5, 7, 4, -9, -7]]
        Map<String, String> nihao = Collections.singletonMap("1", "nihao");
        System.out.println(nihao);//{1=nihao}

        //unmodifiableXXX();创建普通XXX对象对应的不可变版本
        List<Integer> integers = Collections.unmodifiableList(arrayList);
        System.out.println(integers);//[-1, 3, 3, -5, 7, 4, -9, -7]
        Set<Integer> integers2 = Collections.unmodifiableSet(integers1);
        System.out.println(integers2);//[1, 2, 3]
        Map<Object, Object> objectObjectMap2 = Collections.unmodifiableMap(scores);
        System.out.println(objectObjectMap2);//{Java=82, 语文=80}

        //添加出现异常:java.lang.UnsupportedOperationException
//        list.add(1);
//        arrayLists.add(arrayList);
//        integers.add(1);

Arrays类的常见操作

  1. 排序 : sort()
  2. 查找 : binarySearch()
  3. 比较: equals()
  4. 填充 : fill()
  5. 转列表: asList()
  6. 转字符串 : toString()
  7. 复制: copyOf()

排序 : sort()

// *************排序 sort****************
        int a[] = { 1, 3, 2, 7, 6, 5, 4, 9 };
        // sort(int[] a)方法按照数字顺序排列指定的数组。
        Arrays.sort(a);
        System.out.println("Arrays.sort(a):");
        for (int i : a) {
            System.out.print(i);
        }
        // 换行
        System.out.println();

        // sort(int[] a,int fromIndex,int toIndex)按升序排列数组的指定范围
        int b[] = { 1, 3, 2, 7, 6, 5, 4, 9 };
        Arrays.sort(b, 2, 6);
        System.out.println("Arrays.sort(b, 2, 6):");
        for (int i : b) {
            System.out.print(i);
        }
        // 换行
        System.out.println();

        int c[] = { 1, 3, 2, 7, 6, 5, 4, 9 };
        // parallelSort(int[] a) 按照数字顺序排列指定的数组(并行的)。同sort方法一样也有按范围的排序
        Arrays.parallelSort(c);
        System.out.println("Arrays.parallelSort(c):");
        for (int i : c) {
            System.out.print(i);
        }
        // 换行
        System.out.println();

        // parallelSort给字符数组排序,sort也可以
        char d[] = { 'a', 'f', 'b', 'c', 'e', 'A', 'C', 'B' };
        Arrays.parallelSort(d);
        System.out.println("Arrays.parallelSort(d):");
        for (char d2 : d) {
            System.out.print(d2);
        }
        // 换行
        System.out.println();

在做算法面试题的时候,我们还可能会经常遇到对字符串排序的情况,Arrays.sort() 对每个字符串的特定位置进行比较,然后按照升序排序。

String[] strs = { "abcdehg", "abcdefg", "abcdeag" };
Arrays.sort(strs);
System.out.println(Arrays.toString(strs));//[abcdeag, abcdefg, abcdehg]

查找 : binarySearch()

    // *************查找 binarySearch()****************
        char[] e = { 'a', 'f', 'b', 'c', 'e', 'A', 'C', 'B' };
        // 排序后再进行二分查找,否则找不到
        Arrays.sort(e);
        System.out.println("Arrays.sort(e)" + Arrays.toString(e));
        System.out.println("Arrays.binarySearch(e, 'c'):");
        int s = Arrays.binarySearch(e, 'c');
        System.out.println("字符c在数组的位置:" + s);

比较: equals()

// *************比较 equals****************
        char[] e = { 'a', 'f', 'b', 'c', 'e', 'A', 'C', 'B' };
        char[] f = { 'a', 'f', 'b', 'c', 'e', 'A', 'C', 'B' };
        /*
        * 元素数量相同,并且相同位置的元素相同。 另外,如果两个数组引用都是null,则它们被认为是相等的 。
        */
        // 输出true
        System.out.println("Arrays.equals(e, f):" + Arrays.equals(e, f));

填充 : fill()

// *************填充fill(批量初始化)****************
        int[] g = { 1, 2, 3, 3, 3, 3, 6, 6, 6 };
        // 数组中所有元素重新分配值
        Arrays.fill(g, 3);
        System.out.println("Arrays.fill(g, 3):");
        // 输出结果:333333333
        for (int i : g) {
            System.out.print(i);
        }
        // 换行
        System.out.println();

        int[] h = { 1, 2, 3, 3, 3, 3, 6, 6, 6, };
        // 数组中指定范围元素重新分配值
        Arrays.fill(h, 0, 2, 9);
        System.out.println("Arrays.fill(h, 0, 2, 9);:");
        // 输出结果:993333666
        for (int i : h) {
            System.out.print(i);
        }

转列表 asList()

// *************转列表 asList()****************
        /*
         * 返回由指定数组支持的固定大小的列表。
         * (将返回的列表更改为“写入数组”。)该方法作为基于数组和基于集合的API之间的桥梁,与Collection.toArray()相结合 。
         * 返回的列表是可序列化的,并实现RandomAccess 。
         * 此方法还提供了一种方便的方式来创建一个初始化为包含几个元素的固定大小的列表如下:
         */
        List<String> stooges = Arrays.asList("Larry", "Moe", "Curly");
        System.out.println(stooges);

转字符串 toString()

    // *************转字符串 toString()****************
        /*
        * 返回指定数组的内容的字符串表示形式。
        */
        char[] k = { 'a', 'f', 'b', 'c', 'e', 'A', 'C', 'B' };
        System.out.println(Arrays.toString(k));// [a, f, b, c, e, A, C, B]

复制 copyOf()

// *************复制 copy****************
        // copyOf 方法实现数组复制,h为数组,6为复制的长度
        int[] h = { 1, 2, 3, 3, 3, 3, 6, 6, 6, };
        int i[] = Arrays.copyOf(h, 6);
        System.out.println("Arrays.copyOf(h, 6);:");
        // 输出结果:123333
        for (int j : i) {
            System.out.print(j);
        }
        // 换行
        System.out.println();
        // copyOfRange将指定数组的指定范围复制到新数组中
        int j[] = Arrays.copyOfRange(h, 6, 11);
        System.out.println("Arrays.copyOfRange(h, 6, 11):");
        // 输出结果66600(h数组只有9个元素这里是从索引6到索引11复制所以不足的就为0)
        for (int j2 : j) {
            System.out.print(j2);
        }
        // 换行
        System.out.println();

参考文档 & 致谢

目录
相关文章
|
27天前
|
算法 Java 数据处理
从HashSet到TreeSet,Java集合框架中的Set接口及其实现类以其“不重复性”要求,彻底改变了处理唯一性数据的方式。
从HashSet到TreeSet,Java集合框架中的Set接口及其实现类以其“不重复性”要求,彻底改变了处理唯一性数据的方式。HashSet基于哈希表实现,提供高效的元素操作;TreeSet则通过红黑树实现元素的自然排序,适合需要有序访问的场景。本文通过示例代码详细介绍了两者的特性和应用场景。
37 6
|
27天前
|
存储 Java
深入探讨了Java集合框架中的HashSet和TreeSet,解析了两者在元素存储上的无序与有序特性。
【10月更文挑战第16天】本文深入探讨了Java集合框架中的HashSet和TreeSet,解析了两者在元素存储上的无序与有序特性。HashSet基于哈希表实现,添加元素时根据哈希值分布,遍历时顺序不可预测;而TreeSet利用红黑树结构,按自然顺序或自定义顺序存储元素,确保遍历时有序输出。文章还提供了示例代码,帮助读者更好地理解这两种集合类型的使用场景和内部机制。
38 3
|
27天前
|
存储 Java 数据处理
Java Set接口凭借其独特的“不重复”特性,在集合框架中占据重要地位
【10月更文挑战第16天】Java Set接口凭借其独特的“不重复”特性,在集合框架中占据重要地位。本文通过快速去重和高效查找两个案例,展示了Set如何简化数据处理流程,提升代码效率。使用HashSet可轻松实现数据去重,而contains方法则提供了快速查找的功能,彰显了Set在处理大量数据时的优势。
32 2
|
29天前
|
存储 算法 Java
Java Set因其“无重复”特性在集合框架中独树一帜
【10月更文挑战第14天】Java Set因其“无重复”特性在集合框架中独树一帜。本文深入解析Set接口及其主要实现类(如HashSet、TreeSet)如何通过特定的数据结构(哈希表、红黑树)确保元素唯一性,并提供最佳实践建议,包括选择合适的Set实现类和正确实现自定义对象的`hashCode()`与`equals()`方法。
28 3
|
7天前
|
Java
Java 8 引入的 Streams 功能强大,提供了一种简洁高效的处理数据集合的方式
Java 8 引入的 Streams 功能强大,提供了一种简洁高效的处理数据集合的方式。本文介绍了 Streams 的基本概念和使用方法,包括创建 Streams、中间操作和终端操作,并通过多个案例详细解析了过滤、映射、归并、排序、分组和并行处理等操作,帮助读者更好地理解和掌握这一重要特性。
15 2
|
7天前
|
安全 Java
Java多线程集合类
本文介绍了Java中线程安全的问题及解决方案。通过示例代码展示了使用`CopyOnWriteArrayList`、`CopyOnWriteArraySet`和`ConcurrentHashMap`来解决多线程环境下集合操作的线程安全问题。这些类通过不同的机制确保了线程安全,提高了并发性能。
|
12天前
|
存储 Java
判断一个元素是否在 Java 中的 Set 集合中
【10月更文挑战第30天】使用`contains()`方法可以方便快捷地判断一个元素是否在Java中的`Set`集合中,但对于自定义对象,需要注意重写`equals()`方法以确保正确的判断结果,同时根据具体的性能需求选择合适的`Set`实现类。
|
12天前
|
存储 Java 开发者
在 Java 中,如何遍历一个 Set 集合?
【10月更文挑战第30天】开发者可以根据具体的需求和代码风格选择合适的遍历方式。增强for循环简洁直观,适用于大多数简单的遍历场景;迭代器则更加灵活,可在遍历过程中进行更多复杂的操作;而Lambda表达式和`forEach`方法则提供了一种更简洁的函数式编程风格的遍历方式。
|
12天前
|
Java 开发者
|
24天前
|
安全 Java 程序员
深入Java集合框架:解密List的Fail-Fast与Fail-Safe机制
本文介绍了 Java 中 List 的遍历和删除操作,重点讨论了快速失败(fail-fast)和安全失败(fail-safe)机制。通过普通 for 循环、迭代器和 foreach 循环的对比,详细解释了各种方法的优缺点及适用场景,特别是在多线程环境下的表现。最后推荐了适合高并发场景的 fail-safe 容器,如 CopyOnWriteArrayList 和 ConcurrentHashMap。
52 5