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Java程序员必备技能：Collections工具类深度解析！

发布时间 2023-11-28 11:01:34作者: 云端源想

在之前的文章中，我们学习了单列集合的两大接口及其常用的实现类；在这些接口或实现类中，为我们提供了不少的实用的方法。
本篇文章我们来介绍一种java开发者为我们提供了一个工具类，让我们更好的来使用集合

Collections 工具类

Collections 是一个操作Set，List，Map等的集合工具类
它提供了一系列静态的方法对集合元素进行排序、查询和修改等的操作，还提供了对集合对象设置不可变、对集合对象实现同步控制等方法。

常用功能
通过java的api文档，可以看到Collections了很多方法，我们在此就挑选几个常用的功能，为大家演示一下使用：

  • public static void shuffle(List<?> list) 打乱顺序:打乱集合顺序。
  • public static 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> ): 根据指定比较器产生的顺序对指定列表进行排序。

直接撸代码：

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

class Person {
    private String name;
    private int age;

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

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

public class Demo1Collections {

    public static void main(String[] args) {

        //创建一个List 集合
        List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        //在这里咱们顺便使用下Collections的addAll()方法
        Collections.addAll(numbers, 3,34,345,66,22,1);

        System.out.println("原集合" + numbers);
        //使用排序算法
        Collections.sort(numbers);
        System.out.println("排序之后"+numbers);

        Collections.shuffle(numbers);
        System.out.println("乱序之后" + numbers);

        //创建一个字符串List 集合
        List<String> stringDemo = new ArrayList<>();
        stringDemo.add("nihao");
        stringDemo.add("hello");
        stringDemo.add("wolrd");
        stringDemo.add("all");
        System.out.println("原集合" + stringDemo);
        //使用排序算法
        Collections.sort(stringDemo);
        System.out.println("排序之后"+stringDemo);

        List<Person> people = new ArrayList<>();
        people.add(new Person("秋香", 15));
        people.add(new Person("石榴姐", 19));
        people.add(new Person("唐伯虎", 12));
        System.out.println("--" + people);
        
        //如果Person类中，这里报错了，为什么呢？ 在这里埋个伏笔，且看下文
        Collections.sort(people);
        
        System.out.println("----" + people);

    }
}

Comparable 和 Comparator

Comparable 接口实现集合排序

我们上面代码最后一个例子，使用了我们自定义的类型，在使用排序时，给我们报错了？这是为什么呢？整型包装类和字符串类型，和我们的自定义类型有什么区别？

那我们通过API文档，看看这个方法，可以看到 根据元素的自然顺序 对指定列表按升序进行排序。列表中的所有元素都必须实现 Comparable 接口。此外，列表中的所有元素都必须是可相互比较的。 而Comparable 接口只有一个方法 int compareTo(T o)比较此对象与指定对象的顺序。

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说的白话一些，就是我们使用自定义类型，进行集合排序的时候，需要实现这个Comparable接口，并且重写 compareTo(T o)。

public class Person2 implements Comparable<Person2>{
    private String name;
    private int age;

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

    @Override
    public String toString() {
        return "Person2{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", 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 int compareTo(Person2 o) {
        //重写方法如何写呢？
//        return 0; //默认元素都是相同的
        //自定义规则   我们通过person 的年龄进行比较  this 代表本身，而 o 代表传参的person对象
        //这里的比较规则
        //  ==》  升序 自己 - 别人
        //  ==》  降序 别人 - 自己
//        return this.getAge() - o.getAge(); //升
        return o.getAge() - this.getAge(); //降

    }
}


public class Demo2Comparable {

    public static void main(String[] args) {
        List<Person2> people2 = new ArrayList<>();
        people2.add(new Person2("秋香", 15));
        people2.add(new Person2("石榴姐", 19));
        people2.add(new Person2("唐伯虎", 12));
        System.out.println("--" + people2);

        //这里报错了，为什么呢？
        Collections.sort(people2);

        System.out.println("----" + people2);
    }
}

Comparator 实现排序

使用Comparable 接口实现排序，是一种比较死板的方式，我们每次都要让自定义类去实现这个接口，那如果我们的自定义类只是偶尔才会去做排序，这种实现方式，不就很麻烦吗！所以工具类还为我们提供了一种灵活的排序方式，当我需要做排序的时候，去选择调用该方法实现

public 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。我们通过案例来看看该方法的使用

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        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 +
                '}';
    }
}

public class Demo3Comparator {
    public static void main(String[] args) {

        List<Person> people = new ArrayList<>();
        people.add(new Person("秋香", 15));
        people.add(new Person("石榴姐", 19));
        people.add(new Person("唐伯虎", 12));
        System.out.println("--" + people);

        //第二个参数 采用匿名内部类的方式传参 - 可以复习之前有关内部类的使用
        Collections.sort(people, new Comparator<Person>() {
            @Override
            public int compare(Person o1, Person o2) {
                //这里怎么用呢 自定义按年龄排序
//                return 0;
//                return o1.getAge() - o2.getAge(); //升序
                return o2.getAge() - o1.getAge(); //降序

                //结论： 前者 -后者  升序 反之，降序
                //这种方式 我们优先使用
            }
        });
        System.out.println("排序后----" + people);
    }
}

Comparable 和 Comparator

Comparable: 强行对实现它的每个类的对象进行整体排序。这种排序被称为类的自然排序，类的compareTo方法被称为它的自然比较方法。只能在类中实现compareTo()一次，不能经常修改类的代码实现自己想要的排序。实现此接口的对象列表（和数组）可以通过Collections.sort（和Arrays.sort）进行自动排序，对象可以用作有序映射中的键或有序集合中的元素，无需指定比较器。

Comparator: 强行对某个对象进行整体排序。可以将Comparator 传递给sort方法（如Collections.sort或 Arrays.sort），从而允许在排序顺序上实现精确控制。还可以使用Comparator来控制某些数据结构（如有序set或有序映射）的顺序，或者为那些没有自然顺序的对象collection提供排序。

小结

Collections 是 Java 中用于操作集合的工具类，它提供了一系列静态方法来对集合进行排序、查找、遍历等操作。在 Java 中，Map 是一种特殊的集合，用于存储键值对数据。虽然 Collections 类的部分方法可以直接操作 Map 的键或值的集合视图，但并不能直接对整个 Map 进行操作。

Collections 类提供了一些静态方法来对 Map 的键或值集合视图进行操作，比如排序、查找最大值、查找最小值等。例如，Collections.sort 方法可以对 List 类型的集合进行排序，而 List 类型的 map.keySet() 和 map.values() 返回的集合都可以使用这个方法进行排序。同样地，Collections.max 和 Collections.min 也可以用于获取集合中的最大值和最小值。

另外，对于整个 Map 的操作，可以直接使用 Map 接口提供的方法进行操作，比如 put、get、remove 等。如果需要对整个 Map 进行操作，一般直接调用 Map 接口提供的方法会更加方便和直观。

总之，Collections 类主要用于操作集合类（比如 List、Set），而对于 Map 类型的操作，一般直接使用 Map 接口提供的方法即可。

还是老生常谈，熟能生巧！多练！happy ending！！