002-jdk-数据结构-工具类Collections、Arrays、System.arraycopy

常用备注

一、LIst to Array

List<String> list = new ArrayList<String>();
Object[] array=list.toArray();

上述方法存在强制转换时会抛异常，下面此种方式更推荐：可以指定类型

String[] array=list.toArray(new String[list.size()]);

二、Array To List

最简单的方法似乎是这样

String[] array = {"java", "c"};
List<String> list = Arrays.asList(array);
//但该方法存在一定的弊端，返回的list是Arrays里面的一个静态内部类，该类并未实现add,remove方法，因此在使用时存在局限性

public static <T> List<T> asList(T... a) {
//  注意该ArrayList并非java.util.ArrayList
//  java.util.Arrays.ArrayList.ArrayList<T>(T[])
    return new ArrayList<>(a);
}

方案一、运用ArrayList的构造方法是目前来说最完美的作法，代码简洁，效率高：List<String> list = new ArrayList<String>(Arrays.asList(array));

List<String> list = new ArrayList<String>(Arrays.asList(array));

//ArrayList构造方法源码
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
    elementData = c.toArray();
    size = elementData.length;
    // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
    if (elementData.getClass() != Object[].class)
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
}

方案二、运用Collections的addAll方法

List<String> list = new ArrayList<String>(array.length);
Collections.addAll(list, array);

方案三、三方工具类

// org.apache.commons.lang3.StringUtils.join(Iterable<?>, String)
StringUtils.join(list, ",")

// org.apache.commons.lang3.StringUtils.join(Object[], String)
StringUtils.join(array, ",")

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

　　

        int[] a = {1,3,5,7,9};
        int[] copy = Arrays.copyOf(a, 8);
        System.out.println(Arrays.toString(copy));  //[1, 3, 5, 7, 9, 0, 0, 0]

　　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

四、其他工具类

　　1）System.arraycopy

　　System提供了一个静态方法arraycopy(),我们可以使用它来实现数组之间的复制。

　　public static void arraycopy(Object src,int srcPos,Object dest,int destPos,int length)

　　　　src:源数组； 
　　　　srcPos:源数组要复制的起始位置； 
　　　　dest:目的数组； 
　　　　destPos:目的数组放置的起始位置； 
　　　　length:复制的长度。 
　　　　注意：src and dest都必须是同类型或者可以进行转换类型的数组．

　　System.arraycopy方法：如果是数组比较大，那么使用System.arraycopy会比较有优势，因为其使用的是内存复制，省去了大量的数组寻址访问等时间

　　说明：　　

　　　　1.copyOf()的实现是用的是arrayCopy();
　　　　2.arrayCopy()需要目标数组，对两个数组的内容进行可能不完全的合并操作。
　　　　3.copyOf()在内部新建一个数组，调用arrayCopy()将original内容复制到copy中去，并且长度为newLength。返回copy;
　　　　4.arraycopy 方法会因为新数组大小比久数组大小小而报IndexOutOfBoundsException;
　　　　copyOf 则不会因此报错，因为copyOf 的返回值是在内部new 好的copy 数组，而该copy 数组new 的大小就等于newLength ，
　　　　故即使在客户端指定好了新数组newArray 的大小，接收到返回值后也是指向底层new 出来的数组copy 。换句话说( 也可以因此推出其他的区别) ，在客户端代码中即使不给新数组new 对象，如：String[] newStr = null;那么对于arraycopy 是会报NullPointerException 的错误的，而对于java.util.Arrays 中的copyOf 方法则由于jdk 底层已经new 出了对象而不会报该错误！不过需要特别注意的是：copyOf 方法最后也是调用System.arraycopy 的方法，不过由于前面的准备，异常情况就不会出现了。

算法