002-jdk-数据结构-工具类Collections、Arrays

一、概述

　　在 Java集合类框架里有两个类叫做java.util.Collections（注意，不是Collection）和Arrays，这是JCF里面功能强大的工具。按JCF文档，这两个类提供了封装器实现（Wrapper Implementations）、数据结构算法和数组相关的应用。

　　在当前类A中,只有java.lang包下的类,以及和当前类A在同一个包下的类,不需要import引入之外,其他所有的包下的类在被使用之前都要import引入。

二、Collections集合工具类

　　Collections主要针对Set、List和Map等集合的工具类，该工具类提供了大量方法对集合进行排序、查询和修改等操作，还提供了将集合对象置为不可变、对集合对象实现同步控制等方法。

　　这个类不需要创建对象，内部提供的都是静态方法。

2.1、排序

　　1）static void reverse(List<?> list):

　　　　反转列表中元素的顺序。

　　2）static void shuffle(List<?> list) :

　　　　对List集合元素进行随机排序。

　　3） static void sort(List<T> list)

　　　　根据元素的自然顺序对指定列表按升序进行排序
　　4）static <T> void sort(List<T> 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。
　　5）static void swap(List<?> list, int i, int j)

　　　　在指定List的指定位置i,j处交换元素。

　　6）static 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”移到后边。该方法不会改变集合的长度。

2.2、查找和替换

　　1） static <T> int binarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list, T key)

　　　　使用二分搜索法搜索指定列表，以获得指定对象在List集合中的索引。

　　　　注意：此前必须保证List集合中的元素已经处于有序状态。

　　2）static Object max(Collection coll)

　　　　根据元素的自然顺序，返回给定collection 的最大元素。

　　3）static Object max(Collection coll,Comparator comp):

　　　　根据指定比较器产生的顺序，返回给定 collection 的最大元素。

　　4）static Object min(Collection coll):

　　　　根据元素的自然顺序，返回给定collection 的最小元素。

　　5）static Object min(Collection coll,Comparator comp):

　　　　根据指定比较器产生的顺序，返回给定 collection 的最小元素。

　　6） static <T> void fill(List<? super T> list, T obj) :

　　　　使用指定元素替换指定列表中的所有元素。
　　7）static int frequency(Collection<?> c, Object o)

　　　　返回指定 collection 中等于指定对象的出现次数。
　　8）static int indexOfSubList(List<?> source, List<?> target) :

　　　　返回指定源列表中第一次出现指定目标列表的起始位置；如果没有出现这样的列表，则返回 -1。
　　9）static int lastIndexOfSubList(List<?> source, List<?> target)

　　　　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；如果没有出现这样的列表，则返回 -1。
　　10）static <T> boolean replaceAll(List<T> list, T oldVal, T newVal)

　　　　使用一个新值替换List对象的所有旧值oldVal

2.3、同步控制【不推荐，可以使用concurrent包下的】

　　Collectons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。

　　正如前面介绍的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。

　　1）static <T> Collection<T> synchronizedCollection(Collection<T> c)

　　　　返回指定 collection 支持的同步（线程安全的）collection。
　　2）static <T> List<T> synchronizedList(List<T> list)

　　　　返回指定列表支持的同步（线程安全的）列表。
　　3）static <K,V> Map<K,V> synchronizedMap(Map<K,V> m)

　　　　返回由指定映射支持的同步（线程安全的）映射。
　　4）static <T> Set<T> synchronizedSet(Set<T> s)

　　　　返回指定 set 支持的同步（线程安全的）set。

2.4、Collesction设置不可变集合

　　1）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。

　　2）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。

　　3）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。

        //创建一个空的、不可改变的List对象
        List<String> unmodifiableList = Collections.emptyList();
        //unmodifiableList.add("java");  //添加出现异常：java.lang.UnsupportedOperationException
        System.out.println(unmodifiableList);// []
        //创建一个只有一个元素，且不可改变的Set对象
        Set unmodifiableSet = Collections.singleton("Struts2权威指南");//[Struts2权威指南]
        System.out.println(unmodifiableSet);
        //创建一个普通Map对象
        Map scores = new HashMap();
        scores.put("语文" , 80);
        scores.put("Java" , 82);
        //返回普通Map对象对应的不可变版本
        Map unmodifiableMap = Collections.unmodifiableMap(scores);
        //下面任意一行代码都将引发UnsupportedOperationException异常
        unmodifiableList.add("测试元素");
        unmodifiableSet.add("测试元素");
        unmodifiableMap.put("语文",90);

2.5、其他方法

　　1）addAll()方法

public static <T> boolean addAll(Collection<? super T> c,T... elements)

　　将所有指定元素添加到指定 collection 中。可以分别指定要添加的元素，或者将它们指定为一个数组。此便捷方法的行为与 c.addAll(Arrays.asList(elements)) 的行为是相同的，

　　但在大多数实现下，此方法运行起来可能要快得多。

三、 Arrays数组工具类

　　数组的工具类java.util.Arrays

　　由于数组对象本身并没有什么方法可以供我们调用,但API中提供了一个工具类Arrays供我们使用,从而可以对数据对象进行一些基本的操作。

　　Arrays类中的方法都是static修饰的静态方法,在使用的时候可以直接使用类名进行调用,而"不用"使用对象来调用(注意:是"不用" 而不是 "不能")

3.1、常用方法

　　1）toString()方法

　　把数组转换位字符串形式并返回,[支持各种数组]

        int[] a = {1,3,5,7,9};
        System.out.println(Arrays.toString(a)); 
        //[1, 3, 5, 7, 9]

　　2）binarySearch()方法　

　　在数组中查找指定元素并返回其下标

　　注意：使用二分搜索法来搜索指定的数组，以获得指定的值。必须在进行此调用之前对数组进行排序(通过sort方法等)。如果没有对数组进行排序，则结果是不确定的。

如果数组包含多个带有指定值的元素，则无法保证找到的是哪一个。

        int[] a = {1,3,5,7,9};
        int bs = Arrays.binarySearch(a, 7);
        System.out.println(bs);  
        //3 //索引

　　3）sort()方法

　　把数据中的元素进行排序

　　4）copyOf()方法

　　复制或者截取指定数组并返回

　　5）copyOfRange()方法

　　将数组中指定范围复制新数组并返回

　　6）equals()方法

　　比较俩个数组是否相等

        int[] a = {1,3,5,7,9};
        int[] b = {1,3,5,7,9};
        boolean eq = Arrays.equals(a, b);
        System.out.println(eq);//true
        System.out.println(a==b);//false

　　注意:==比较的是引用所指向对象的内存地址；Arrays.equals方法比较是俩个数组中的内容

　　7) fill()方法

　　用指定值去填充数组对象

　　8) asList()方法

　　可以把数组转换为List集合

　　9) hashCode()方法

　　基于指定数组的内容返回哈希码

算法