Collections 工具类

Collections 是一个操作 Set、List 和 Map 等集合的工具类，它提供了一系列静态方法用于对集合元素进行排序、查询、替换等操作。

1. 排序操作

1.1. 反转顺序：reverse(List<?>)

该方法用于将 List 中的元素顺序进行反转。

示例代码：

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

public class ReverseExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Jack");
        list.add("Tom");
        list.add("Smith");
        list.add("Rose");

        // 反转 List 集合中的元素顺序
        Collections.reverse(list);
        System.out.println("反转后的顺序：" + list); // 输出：[Rose, Smith, Tom, Jack]
    }
}

1.2. 随机排序：shuffle(List<?>)

该方法用于对 List 集合中的元素进行随机排序，每次执行的结果可能不同。

示例代码：

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

public class ShuffleExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Jack");
        list.add("Tom");
        list.add("Smith");
        list.add("Rose");

        // 对 List 集合进行随机排序
        Collections.shuffle(list);
        System.out.println("随机排序后：" + list); // 输出结果每次运行可能不同
    }
}

1.3. 自然排序：sort(List<?>)

该方法根据元素的自然顺序（通常是字母顺序或数字顺序）对 List 集合进行排序。

示例代码：

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

public class NaturalSortExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Jack");
        list.add("Tom");
        list.add("Smith");
        list.add("Rose");

        // 根据自然顺序对 List 集合进行升序排序
        Collections.sort(list);
        System.out.println("自然顺序排序后：" + list); // 输出：[Jack, Rose, Smith, Tom]
    }
}

1.4. 自定义排序：sort(List<?>, Comparator<?>)

该方法允许根据自定义规则（Comparator）对 List 进行排序。

示例代码：

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

public class CustomSortExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Jack");
        list.add("Tom");
        list.add("Smith");
        list.add("Rose");

        // 根据字符串长度对 List 集合元素进行排序
        Collections.sort(list, new Comparator<String>() {
            @Override
            public int compare(String o1, String o2) {
                return o1.length() - o2.length(); // 按字符串长度升序排序
            }
        });
        System.out.println("按长度排序后：" + list); // 输出：[Tom, Jack, Rose, Smith]
    }
}

1.5. 交换元素：swap(List<?>, int, int)

该方法用于交换 List 中指定位置的两个元素。

示例代码：

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

public class SwapExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Jack");
        list.add("Tom");
        list.add("Smith");
        list.add("Rose");

        // 交换 List 中索引为 1 和 2 的元素
        Collections.swap(list, 1, 2);
        System.out.println("交换后的顺序：" + list); // 输出：[Jack, Smith, Tom, Rose]
    }
}

2. 查找与替换操作

2.1. 查找最大元素：max(Collection<?>)

该方法根据元素的自然顺序返回集合中的最大值。

示例代码：

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

public class MaxElementExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Jack");
        list.add("Tom");
        list.add("Smith");
        list.add("Rose");

        // 查找集合中的最大元素（自然顺序）
        String maxElement = Collections.max(list);
        System.out.println("自然顺序最大元素：" + maxElement); // 输出：Tom
    }
}

2.2. 自定义最大元素：max(Collection<?>, Comparator<?>)

该方法允许根据自定义 Comparator 规则查找集合中的最大元素。

示例代码：

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

public class MaxWithComparatorExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Jack");
        list.add("Tom");
        list.add("Smith");
        list.add("Rose");

        // 根据字符串长度查找集合中的最大元素
        String maxLengthElement = Collections.max(list, new Comparator<String>() {
            @Override
            public int compare(String o1, String o2) {
                return o1.length() - o2.length(); // 按字符串长度比较
            }
        });
        System.out.println("长度最大的元素：" + maxLengthElement); // 输出：Smith
    }
}

2.3. 查找最小元素：min(Collection<?>)

该方法与 max(Collection<?>) 类似，但用于查找最小元素。

2.4. 自定义最小元素：min(Collection<?>, Comparator<?>)

与 max(Collection<?>, Comparator<?>) 类似，用于查找最小元素。

2.5 统计元素频次：frequency(Collection<?>, Object)

该方法返回集合中指定元素的出现次数。

示例代码：

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

public class FrequencyExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Jack");
        list.add("Tom");
        list.add("Smith");
        list.add("Rose");
        list.add("Tom");

        // 查找集合中 "Tom" 出现的次数
        int frequency = Collections.frequency(list, "Tom");
        System.out.println("Tom 出现次数：" + frequency); // 输出：2
    }
}

2.6 复制内容：copy(List<? super T> dest, List<? extends T> src)

该方法用于将源集合的内容复制到目标集合中，目标集合的大小必须与源集合一致。

示例代码：

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

public class CopyExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> src = new ArrayList<>();
        src.add("Jack");
        src.add("Tom");
        src.add("Smith");
        src.add("Rose");

        // 创建一个与 src 大小相同的目标集合
        List<String> dest = new ArrayList<>(Collections.nCopies(src.size(), null));

        // 将 src 中的内容复制到 dest 中
        Collections.copy(dest, src);
        System.out.println("复制后的列表：" + dest); // 输出：[Jack, Tom, Smith, Rose]
    }
}

2.7 替换元素：replaceAll(List<T>, T oldVal, T newVal)

该方法用于将 List 中所有指定的旧值替换为新值。

示例代码：

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

public class ReplaceAllExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Jack");
        list.add("Tom");
        list.add("Smith");
        list.add("Rose");
        list.add("Tom");

        // 使用新值 "Thomas" 替换所有 "Tom"
        Collections.replaceAll(list, "Tom", "Thomas");
        System.out.println("替换后的列表：" + list); // 输出：[Jack, Thomas, Smith, Rose, Thomas]
    }
}

结论

Collections 工具类提供了丰富的静态方法，用于对集合进行排序、查找、替换等操作。通过灵活使用这些方法，可以方便地处理 Java 中的各种集合数据。