Java集合框架——Collections 类

一、API文档中的Collections类

二、静态方法

• ① 排序
• public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(List list)：
  根据元素的自然顺序对指定列表按升序进行排序
• public static void sort(List list,Comparator<? super T> c)：
  根据指定比较器产生的顺序对指定列表进行排序
• ② 二分查找
• public static int binarySearch
  (List<? extends Comparable<? super T>> list,T key)：
  使用二分搜索法搜索指定列表，以获得指定对象
• ③ 最大值
• public static <T extends Object & Comparable<? super T>>
  T max(Collection<? extends T> coll)：
  根据元素的自然顺序，返回给定 collection 的最大元素
• ④ 逆置
• public static void reverse(List<?> list)：反转指定列表中元素的顺序

三、sort方法排序之一：自然排序

• public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(List list)：
  根据元素的自然顺序 对指定列表按升序进行排序
• 已实现Comparable接口的类型对象

package com.collections.demo;

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

public class CollectionsTest {
    
    
	public static void main(String[] args) {
    
    
		List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
		list.add(1);
		list.add(10);
		list.add(3);
		list.add(5);
		list.add(9);
		list.add(2);
		System.out.println("排序前：");
		for (Integer num : list) {
    
    
			System.out.println(num);
		}
		
		Collections.sort(list);
		System.out.println("排序后：");
		for (Integer num : list) {
    
    
			System.out.println(num);
		}
	}
}

***执行结果：***
排序前：
1
10
3
5
9
2
排序后：
1
2
3
5
9
10

• 自定义类对象

//Person.java
package com.collections.demo;

public class Person implements Comparable<Person> {
    
    
	private String name;
	private int age;
	
	public Person() {
    
    
		super();
	}

	public Person(String name, int age) {
    
    
		super();
		this.name = name;
		this.age = age;
	}

	public String getName() {
    
    
		return name;
	}

	public void setName(String name) {
    
    
		this.name = name;
	}

	public int getAge() {
    
    
		return age;
	}

	public void setAge(int age) {
    
    
		this.age = age;
	}

	@Override
	public String toString() {
    
    
		return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
	}

    @Override
	public int compareTo(Person p) {
    
    
		int num1 = this.age - p.getAge();
		int num2 = num1==0 ? this.name.compareTo(p.getName()) : num1;
		return num2;
	}
}

//CollectionsTest.java
package com.collections.demo;

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

public class CollectionsTest {
    
    
	public static void main(String[] args) {
    
    
		List<Person> list = new ArrayList<Person>();
		
		Person p1 = new Person("张三", 18);
		Person p2 = new Person("李四", 16);
		Person p3 = new Person("王五", 19);
		Person p4 = new Person("赵六", 15);
		Person p5 = new Person("马七", 17);
		
		list.add(p1);
		list.add(p2);
		list.add(p3);
		list.add(p4);
		list.add(p5);
		
		System.out.println("排序前：");
		for (Person person : list) {
    
    
			System.out.println(person);
		}
		
		Collections.sort(list);
		System.out.println("排序后：");
		for (Person person : list) {
    
    
			System.out.println(person);
		}
	}
}

***执行结果：***
排序前：
Person [name=张三, age=18]
Person [name=李四, age=16]
Person [name=王五, age=19]
Person [name=赵六, age=15]
Person [name=马七, age=17]
排序后：
Person [name=赵六, age=15]
Person [name=李四, age=16]
Person [name=马七, age=17]
Person [name=张三, age=18]
Person [name=王五, age=19]

四、sort方法排序之二：比较器排序

• public static void sort(List list,Comparator<? super T> c)
  根据指定比较器产生的顺序对指定列表进行排序

//Person.java
package com.collections.demo;

public class Person2 {
    
    
	private String name;
	private int age;
	
	public Person2() {
    
    
		super();
	}

	public Person2(String name, int age) {
    
    
		super();
		this.name = name;
		this.age = age;
	}

	public String getName() {
    
    
		return name;
	}

	public void setName(String name) {
    
    
		this.name = name;
	}

	public int getAge() {
    
    
		return age;
	}

	public void setAge(int age) {
    
    
		this.age = age;
	}

	@Override
	public String toString() {
    
    
		return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
	}
}

//CollectionsTest3.java
package com.collections.demo;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;

public class CollectionsTest3 {
    
    
	public static void main(String[] args) {
    
    
		List<Person2> list = new ArrayList<Person2>();
		
		Person2 p1 = new Person2("张三", 18);
		Person2 p2 = new Person2("李四", 16);
		Person2 p3 = new Person2("王五", 19);
		Person2 p4 = new Person2("赵六", 15);
		Person2 p5 = new Person2("马七", 17);
		
		list.add(p1);
		list.add(p2);
		list.add(p3);
		list.add(p4);
		list.add(p5);
		
		System.out.println("排序前：");
		for (Person2 person : list) {
    
    
			System.out.println(person);
		}
		
		Collections.sort(list, new Comparator<Person2>() {
    
    
			//匿名内部类
			@Override
			public int compare(Person2 p1, Person2 p2) {
    
    
				int num1 = p1.getAge() - p2.getAge();
				int num2 = num1==0 ? p1.getName().compareTo(p2.getName()) : num1;
				return num2;
			}
		});
		
		System.out.println("排序后：");
		for (Person2 person : list) {
    
    
			System.out.println(person);
		}
	}
}

***执行结果：***
排序前：
Person [name=张三, age=18]
Person [name=李四, age=16]
Person [name=王五, age=19]
Person [name=赵六, age=15]
Person [name=马七, age=17]
排序后：
Person [name=赵六, age=15]
Person [name=李四, age=16]
Person [name=马七, age=17]
Person [name=张三, age=18]
Person [name=王五, age=19]

五、二分查找binarySearch

• public static int binarySearch
  (List<? extends Comparable<? super T>> list,T key)：
  使用二分搜索法搜索指定列表，以获得指定对象
• 集合的元素自身要有比较性且集合必须要是有序的
• 如果找到了就返回元素的索引，如果没找到就返回负数

package com.collections.demo2;

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

public class CollectionsTest {
    
    
	public static void main(String[] args) {
    
    
		List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
		list.add(1);
		list.add(10);
		list.add(3);
		list.add(5);
		list.add(9);
		list.add(2);
		System.out.println("排序前：");
		for (Integer num : list) {
    
    
			System.out.println(num);
		}
		
		System.out.println("查找结果：");
		int index = Collections.binarySearch(list, 10);
		System.out.println(index);
	}
}

***执行结果：***
排序前：
1
10
3
5
9
2
查找结果：
-7

• 可以发现查找结果返回的是负数，说明没有排序无法查找
• 解决方案：在二分查找前先对集合进行排序

package com.collections.demo2;

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

public class CollectionsTest {
    
    
	public static void main(String[] args) {
    
    
		List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
		list.add(1);
		list.add(10);
		list.add(3);
		list.add(5);
		list.add(9);
		list.add(2);
		System.out.println("排序前：");
		for (Integer num : list) {
    
    
			System.out.println(num);
		}
		
		System.out.println("排序后：");
		Collections.sort(list);
		for (Integer num : list) {
    
    
			System.out.println(num);
		}
		
		System.out.println("查找结果：");
		int index = Collections.binarySearch(list, 10);
		System.out.println(index);
	}
}

***执行结果：***
排序前：
1
10
3
5
9
2
排序后：
1
2
3
5
9
10
查找结果：
5

• 自定义类对象

//Person.java
package com.collections.demo2;

public class Person implements Comparable<Person> {
    
    
	private String name;
	private int age;
	
	public Person() {
    
    
		super();
	}

	public Person(String name, int age) {
    
    
		super();
		this.name = name;
		this.age = age;
	}

	public String getName() {
    
    
		return name;
	}

	public void setName(String name) {
    
    
		this.name = name;
	}

	public int getAge() {
    
    
		return age;
	}

	public void setAge(int age) {
    
    
		this.age = age;
	}

	@Override
	public String toString() {
    
    
		return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
	}

    @Override
	public int compareTo(Person p) {
    
    
		int num1 = this.age - p.getAge();
		int num2 = num1==0 ? this.name.compareTo(p.getName()) : num1;
		return num2;
	}
}

//CollectionsTest2.java
package com.collections.demo2;

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

import com.collections.demo.Person;

public class CollectionsTest2 {
    
    
	public static void main(String[] args) {
    
    
		List<Person> list = new ArrayList<Person>();
		
		Person p1 = new Person("张三", 18);
		Person p2 = new Person("李四", 16);
		Person p3 = new Person("王五", 19);
		Person p4 = new Person("赵六", 15);
		Person p5 = new Person("马七", 17);
		
		list.add(p1);
		list.add(p2);
		list.add(p3);
		list.add(p4);
		list.add(p5);
		
		System.out.println("排序前：");
		for (Person person : list) {
    
    
			System.out.println(person);
		}
		
		System.out.println("排序后：");
		Collections.sort(list);
		for (Person person : list) {
    
    
			System.out.println(person);
		}
		
		System.out.println("查找结果：");
		int index = Collections.binarySearch(list, new Person("马七", 17));
		System.out.println(index);
	}
}

***执行结果：***
排序前：
Person [name=张三, age=18]
Person [name=李四, age=16]
Person [name=王五, age=19]
Person [name=赵六, age=15]
Person [name=马七, age=17]
排序后：
Person [name=赵六, age=15]
Person [name=李四, age=16]
Person [name=马七, age=17]
Person [name=张三, age=18]
Person [name=王五, age=19]
查找结果：
2

六、求集合最大值

• public static <T extends Object & Comparable<? super T>>
  T max(Collection<? extends T> coll)：
  根据元素的自然顺序，返回给定 collection 的最大元素

package com.collections.demo2;

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

public class CollectionsTest3 {
    
    
	public static void main(String[] args) {
    
    
		List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
		list.add(1);
		list.add(10);
		list.add(3);
		list.add(5);
		list.add(9);
		list.add(2);
		
		Integer max = Collections.max(list);
		System.out.println(max);
	}
}

***执行结果：***
2

• max方法不需要排序即可使用
• 查看其源码可以发现max方法底层是基于compareTo方法进行比较的
  

七、将集合逆置

• public static void reverse(List<?> list)：反转指定列表中元素的顺序

package com.collections.demo2;

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

public class CollectionsTest4 {
    
    
	public static void main(String[] args) {
    
    
		List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
		list.add(1);
		list.add(10);
		list.add(3);
		list.add(5);
		list.add(9);
		list.add(2);
		
		System.out.println("逆置前：");
		for (Integer num : list) {
    
    
			System.out.println(num);
		}
		
		System.out.println("逆置后：");
		Collections.reverse(list);
		for (Integer num : list) {
    
    
			System.out.println(num);
		}
	}
}

逆置前：
1
10
3
5
9
2
逆置后：
2
9
5
3
10
1

八、将集合随机置换（打乱顺序）

• public static void shuffle(List<?> list)：使用默认随机源对列表进行置换

package com.collections.demo2;

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

public class CollectionsTest5 {
    
    
	public static void main(String[] args) {
    
    
		List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
		list.add(1);
		list.add(10);
		list.add(3);
		list.add(5);
		list.add(9);
		list.add(2);
		
		System.out.println("打乱顺序前：");
		for (Integer num : list) {
    
    
			System.out.println(num);
		}
		
		System.out.println("打乱顺序后：");
		Collections.shuffle(list);
		for (Integer num : list) {
    
    
			System.out.println(num);
		}
	}
}

• 打乱顺序后的排列是随机的，每次执行都会有不同的顺序

打乱顺序前：
1
10
3
5
9
2
打乱顺序后：
5
10
9
3
1
2