Java中Collection與Collections的區(qū)別詳解

更新時(shí)間：2023年06月18日 08:56:12 作者：一一哥Sun

這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了Java中Collection與Collections的區(qū)別，文中有詳細(xì)的代碼示例，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的同學(xué)可以參考一下

一. 知識(shí)回顧

1. Java集合體系

根據(jù)前面給大家講解的內(nèi)容可知，Java的集合整體上可以分為 Collection 和 Map 兩大體系，而從這兩大體系中又可以延伸細(xì)分為 3個(gè)子類(lèi)型:

List-列表
Set-集
Map-映射

從整體上來(lái)看，這幾種集合之間的關(guān)系如下圖所示：

2. 集合的關(guān)系圖譜

另外集合的各個(gè)接口和類(lèi)之間除了有共同之處，它們也有一些各自的特點(diǎn)，我們可以看看下面這個(gè)集合的關(guān)系圖譜：

在上圖中，有3個(gè)核心API需要我們掌握：

Iterator: 我們可以通過(guò)迭代器遍歷集合中的數(shù)據(jù)；
Collection: Collection是List、Set、Queue 這3種集合的父級(jí)接口；
Map: Map是映射表的父級(jí)接口。

為了讓大家加深印象，接下來(lái)我們?cè)賳为?dú)復(fù)習(xí)一下Collection接口是怎么回事。

二. Collection

1. 簡(jiǎn)介

Collection是Java集合框架中的一個(gè)接口，它定義了一組用于存儲(chǔ)、訪問(wèn)和操作對(duì)象的方法。它是Java集合框架中的基礎(chǔ)接口之一，我們常用的很多集合類(lèi)都實(shí)現(xiàn)了Collection接口或其子接口(如List、Set、Queue等)。

2. 核心方法

Collection接口中定義了一系列用于操作集合的通用核心方法，包括添加、刪除、遍歷、查找等，Collection的各個(gè)子類(lèi)都需要實(shí)現(xiàn)這些方法。下面是一些常用的Collection接口方法：

add(E e) ：將元素e添加到集合中；
remove(Object o) ：從集合中刪除對(duì)象o；
contains(Object o) ：判斷集合中是否包含對(duì)象o；
size() ：返回集合中元素的個(gè)數(shù)；
iterator() ：返回集合中元素的迭代器。

通過(guò)這些方法，我們可以輕松地操作集合中的元素，實(shí)現(xiàn)各種常用的功能。

二. Collections

1. 簡(jiǎn)介

Collections是Java集合框架為了方便我們進(jìn)行集合開(kāi)發(fā)，為我們提供的一個(gè) 操作Set、List和Map等集合的 工具類(lèi)， 位于java.util包中 。該類(lèi)提供了一系列的靜態(tài)方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)集合進(jìn)行排序、查找、替換、復(fù)制等操作。Collections類(lèi)中的方法都是靜態(tài)方法，不需要?jiǎng)?chuàng)建其對(duì)象即可使用。

利用Collections類(lèi)，我們可以對(duì)集合進(jìn)行一些高級(jí)的操作，比如對(duì)集合進(jìn)行排序、查找最大值、查找最小值等?？傊?，Collections類(lèi)中提供的方法，可以幫助我們簡(jiǎn)化代碼，提高開(kāi)發(fā)效率。

2. 常用方法

Collections類(lèi)中為我們提供的方法其實(shí)有很多，大致可以分為以下幾類(lèi)：

創(chuàng)建空白集合： emptyList()、emptyMap()、emptySet()：返回對(duì)應(yīng)的不可變的空集合，無(wú)法向其中添加或刪除元素；
創(chuàng)建單個(gè)元素的集合：singletonList(T o)、singletonMap(K key, V value)、singleton(T o)：返回的是不可變的單元素集合，無(wú)法向其中添加或刪除元素；
排序方法：sort、reverse、shuffle、swap、rotate；
查找方法：binarySearch；
替換方法：replaceAll、fill；
復(fù)制方法：copy；
同步方法：synchronizedCollection、synchronizedList、synchronizedMap等；
不可修改方法：unmodifiableCollection、unmodifiableList、unmodifiableMap等；
其他方法：frequency、max、min、disjoint、frequency、indexOfSubList、lastIndexOfSubList等。

接下來(lái)就通過(guò)幾個(gè)案例，來(lái)教大家學(xué)會(huì)這些方法該如何使用。

3. 基本使用

3.1 排序方法

Collections類(lèi)給我們提供了好幾個(gè)排序方法，比如sort()、reverse()、shuffle() 等，用于對(duì)集合進(jìn)行排序。

3.1.1 sort方法

sort(List list)方法用于對(duì)List集合進(jìn)行升序排序，例如：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
/**
 * @author 一一哥Sun
 */
public class Demo19 {
    public static void main(String[] args) {
        //Collections的使用--排序方法
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(3);
        list.add(1);
        list.add(2);
        //調(diào)用Collections的sort()排序方法---升序
        Collections.sort(list);
        System.out.println(list);  // [1, 2, 3]
    }
}

3.1.2 reverse方法

reverse(List list)方法用于對(duì)List集合進(jìn)行反轉(zhuǎn)排序，例如：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
/**
* @author 一一哥Sun
*/
public class Demo19 {
    public static void main(String[] args) {
        //Collections的使用--排序方法
        //調(diào)用Collections的reverse()排序方法--反轉(zhuǎn)排序
        List<Integer> list2 = new ArrayList<>();
        list2.add(1);
        list2.add(2);
        list2.add(3);
        Collections.reverse(list2);
        System.out.println(list2);  // [3, 2, 1]
    }
}

3.1.3 shuffle方法

shuffle(List list)方法用于對(duì)List集合進(jìn)行隨機(jī)排序，例如：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
/**
* @author 一一哥Sun
*/
public class Demo19 {
    public static void main(String[] args) {
        //Collections的使用--排序方法
        //調(diào)用Collections的shuffle()排序方法--隨機(jī)
        List<Integer> list3 = new ArrayList<>();
        list3.add(1);
        list3.add(2);
        list3.add(3);
        Collections.shuffle(list3);
        System.out.println(list3);  // [2, 1, 3]
    }
}

3.2 查找方法

Collections類(lèi)也給我們提供了用于對(duì)集合進(jìn)行二分查找的binarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list, T key) 方法，該方法用于在有序集合中根據(jù)二分查找法，來(lái)查找到指定的元素，并返回元素在集合中的索引。如果指定元素不在集合中，則返回一個(gè)負(fù)數(shù)，表示應(yīng)該插入該元素的位置。binarySearch()方法案例如下：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
/**
 * @author 一一哥Sun
 */
public class Demo20 {
    public static void main(String[] args) {
        //Collections的使用--查找方法
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        //二分查找
        int index = Collections.binarySearch(list, 2);
        System.out.println(index);  // 1
    }
}

3.3 替換方法

Collections類(lèi)給我們提供了一些用于替換的方法，比如replaceAll()、fill()，用于對(duì)集合進(jìn)行替換。

3.3.1 replaceAll()方法

replaceAll(List list, T oldVal, T newVal)方法用于將List集合中所有的舊元素替換為新元素，例如：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
/**
 * @author
 */
public class Demo21 {
    public static void main(String[] args) {
        //Collections的使用--替換方法
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        //替換方法
        Collections.replaceAll(list, 2, 4);
        System.out.println(list);  // [1, 4, 3]
    }
}

3.3.2 fill()方法

fill(List<? super T> list, T obj)方法用于用指定元素填充List集合，例如：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
/**
 * @author
 */
public class Demo21 {
    public static void main(String[] args) {
        //Collections的使用--替換方法
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        //指定元素填充List集合
        Collections.fill(list, 0);
        System.out.println(list);  // [0, 0, 0]
    }
}

3.4 同步方法

Collections類(lèi)提供了一些同步方法，如synchronizedCollection()、synchronizedList()、synchronizedMap()等，用于對(duì)集合進(jìn)行同步處理，這可以保證多線程環(huán)境下的并發(fā)安全。

3.4.1 synchronizedCollection方法

synchronizedCollection(Collection c)方法用于將指定集合轉(zhuǎn)換為線程安全的集合，例如：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
/**
 * @author 
 */
public class Demo22 {
    public static void main(String[] args) {
        //Collections的使用--同步方法
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        //將指定集合轉(zhuǎn)換為線程安全的集合
        Collection<Integer> synchronizedList = Collections.synchronizedCollection(list);
        System.out.println("list="+synchronizedList);
    }
}

3.4.2 synchronizedList方法

synchronizedList(List list)方法用于將指定的List集合轉(zhuǎn)換為線程安全的List集合，例如：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
/**
 * @author
 */
public class Demo22 {
    public static void main(String[] args) {
        //Collections的使用--同步方法
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        //將指定的List集合轉(zhuǎn)換為線程安全的List集合
        List<Integer> synchronizedList = Collections.synchronizedList(list);
        System.out.println("list2="+synchronizedList);
    }
}

3.4.3 synchronizedSet方法

synchronizedSet(Set s)方法用于將指定的Set集合轉(zhuǎn)換為線程安全的Set集合，例如：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
/**
 * @author 
 */
public class Demo22 {
    public static void main(String[] args) {
        //Collections的使用--同步方法
        Set<Integer> set = new HashSet<>();
        set.add(1);
        set.add(2);
        set.add(3);
        //將指定的Set集合轉(zhuǎn)換為線程安全的Set集合
        Set<Integer> synchronizedSet = Collections.synchronizedSet(set);
        System.out.println("set="+synchronizedSet);
    }
}

3.4.4 synchronizedMap方法

synchronizedMap(Map<K,V> m)方法用于將指定的Map集合轉(zhuǎn)換為線程安全的Map集合，例如：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
/**
 * @author
 */
public class Demo22 {
    public static void main(String[] args) {
        //Collections的使用--同步方法
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("a", 1);
        map.put("b", 2);
        map.put("c", 3);
        //將指定的Map集合轉(zhuǎn)換為線程安全的Map集合
        Map<String, Integer> synchronizedMap = Collections.synchronizedMap(map);
        System.out.println("map="+synchronizedMap);
    }
}

3.5 其他方法

我們可以使用max()和min()方法分別輸出集合中的最大和最小值，用frequency()方法統(tǒng)計(jì)某個(gè)數(shù)據(jù)在集合中出現(xiàn)的次數(shù)。

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
/**
 * @author
 */
public class Demo23 {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(100);
        list.add(-2);
        list.add(88);
        list.add(88);
        //查找集合中的最大值
        System.out.println("max="+Collections.max(list));  
        //查找集合中的最小值
        System.out.println("min="+Collections.min(list));  
        //判斷88在List集合中出現(xiàn)的次數(shù)，返回2
        System.out.println(Collections.frequency(list, 88));
    }
}

我們也可以使用Collections的copy()靜態(tài)方法，將指定集合中的所有元素復(fù)制到另一個(gè)集合中。執(zhí)行copy()方法后，目標(biāo)集合中每個(gè)已復(fù)制元素的索引，將等同于源集合中該元素的索引。

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
/**
 * @author 
 */
public class Demo23 {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> srcList = new ArrayList<>();
        srcList.add(10);
        srcList.add(88);
        srcList.add(100);	
        List<Integer> destList = new ArrayList<>();
        destList.add(-1);
        destList.add(0);
        destList.add(1);      
        //調(diào)用copy()方法，將srcList集合中的元素復(fù)制到destList集合中
        // java.lang.IndexOutOfBoundsException: Source does not fit in dest
        //destList表示目標(biāo)集合對(duì)象，srcList表示源集合對(duì)象。
        Collections.copy(destList, srcList);
        System.out.println(destList); 
    }
}

我們要注意：目標(biāo)集合的長(zhǎng)度至少要和源集合的長(zhǎng)度相同。如果目標(biāo)集合的長(zhǎng)度更長(zhǎng)，則不影響目標(biāo)集合中的其余元素。如果目標(biāo)集合的長(zhǎng)度不夠而無(wú)法包含整個(gè)源集合元素，程序會(huì)拋出 IndexOutOfBoundsException異常。

除了以上這些方法，還有其他的一些方法，比如將一個(gè)集合變成不可變的集合，用于對(duì)集合進(jìn)行保護(hù)等，就不再一一給大家展示其用法了。這些方法基本上就是見(jiàn)名知意，大家根據(jù)名稱(chēng)調(diào)用就可以，非常的簡(jiǎn)單?？傊?，希望大家可以熟練掌握Collections類(lèi)的使用方法，這對(duì)于Java開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)是非常重要的。

三. Collection與Collections的區(qū)別

綜上所述，就可以把Collection與Collections的區(qū)別給大家總結(jié)出來(lái)了。Collection和Collections雖然名字很相似，但它們的作用和用法完全不同，其核心區(qū)別如下：

Collection是Java集合框架中的一個(gè)接口，定義了一組用于存儲(chǔ)、訪問(wèn)和操作對(duì)象的方法，它是所有集合類(lèi)的基礎(chǔ)接口之一；
Collections是Java集合框架中的一個(gè)工具類(lèi)，提供了一系列的靜態(tài)方法，方便我摸對(duì)集合進(jìn)行排序、查找、替換等操作，它是一個(gè)類(lèi)，而不是一個(gè)接口。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，Collection是一個(gè)接口，是Java集合框架中的基礎(chǔ)接口之一；而Collections是一個(gè)工具類(lèi)，提供了一系列靜態(tài)方法，用于對(duì)集合進(jìn)行高級(jí)操作。