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。

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。
  • void reverse(List list):对指定 List 集合元素进行逆向排序。
  • void shuffle(List list):对 List 集合元素进行随机排序(shuffle 方法模拟了“洗牌”动作)。
  • void sort(List list):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。
  • void sort(List list, Comparator c):根据指定 Comparator 产生的顺序对 List 集合元素进行排序。
  • void swap(List list, int i, int j):将指定 List 集合中的 i 处元素和 j 处元素进行交换。
  • void rotate(List list, int distance):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:
public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        List prices = new ArrayList();
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println("请输入第 " + (i + 1) + " 个商品的价格:");
            int p = 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 (int i = 0; i < prices.size(); i++) {
            System.out.print(prices.get(i) + "\t");
        }
    }
}
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:
public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        List students = new ArrayList();
        System.out.println("******** 商品信息 ********");
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println("请输入第 " + (i + 1) + " 个商品的名称:");
            String name = 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 (int i = 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。
  • int binarySearch(List list, Object key):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。
  • Object max(Collection coll):根据元素的自然顺序,返回给定集合中的最大元素。
  • Object max(Collection coll, Comparator comp):根据 Comparator 指定的顺序,返回给定集合中的最大元素。
  • Object min(Collection coll):根据元素的自然顺序,返回给定集合中的最小元素。
  • Object min(Collection coll, Comparator comp):根据 Comparator 指定的顺序,返回给定集合中的最小元素。
  • void fill(List list, Object obj):使用指定元素 obj 替换指定 List 集合中的所有元素。
  • int frequency(Collection c, Object o):返回指定集合中指定元素的出现次数。
  • int indexOfSubList(List source, List target):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。
  • int lastIndexOfSubList(List source, List target):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。
  • boolean replaceAll(List list, Object oldVal, Object newVal):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:
public class Test3 {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        List products = new ArrayList();
        System.out.println("******** 商品信息 ********");
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            System.out.println("请输入第 " + (i + 1) + " 个商品的名称:");
            String name = 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 (int i = 0; i < products.size(); i++) {
            System.out.print(products.get(i) + "\t");
        }
    }
}
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。
public class Test4 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList nums = new ArrayList();
        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:
void copy(List <? super T> dest,List<? extends T> src)
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:
public class Test5 {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        List srcList = new ArrayList();
        List destList = new ArrayList();
        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 (int i = 0; i < destList.size(); i++) {
            System.out.println(destList.get(i));
        }
        System.out.println("输入替换的商品名称:");
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            System.out.println("第 " + (i + 1) + " 个商品:");
            String name = input.next();
            srcList.add(name);
        }
        // 调用copy()方法将当前商品信息复制到原有商品信息集合中
        Collections.copy(destList, srcList);
        System.out.println("当前商品有:");
        for (int i = 0; i < destList.size(); i++) {
            System.out.print(destList.get(i) + "\t");
        }
    }
}
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

爱面试的程序媛,一个分享面试经验的公众号。跟着站长一起学习,每天都有进步。

通俗易懂,深入浅出,定时分享程序员面试的那点事。

面试如何造火箭?工作如何拧螺丝?都在这个公号哦。

扫描二维码关注公众号,免费领取价值 1000 元的求职面试资料(限时免费)!

当你决定关注「爱面试的程序媛」,你已然超越了90%的程序员!

爱面试的程序媛二维码
微信扫描二维码关注