Java基础之Collection与Collections浅析

一、前言：

　　位于Java.util包下的Collection与Collections都是Java中重要的工具类，它们都是Java集合框架的成员，这俩个类对于Java基础不太好的朋友来说很容易搞混，现在我对其做一简单辨析

二、Collection简单介绍：

　　2.1Collection概述

　　Collection是Java集合框架的顶级接口（注意：它是一个接口），继承了Iterable接口

　　它提供了对集合对象进行基本操作的通用接口方法。Collection接口在Java 类库中有很多具体的实现。Collection接口的意义是为各种具体的集合提供了最大化的统一操作方式，其直接继承接口有List与Set。

　　Collection 表示一组对象，这些对象也称为 collection 的元素。一些 collection 允许有重复的元素，而另一些则不允许。一些 collection 是有序的，而另一些则是无序的。

　　JDK不提供此接口的任何直接实现：它提供更具体的子接口（如 Set 和 List）实现。此接口通常用来传递 collection，并在需要最大普遍性的地方操作这些 collection。

　　包 (bag) 或多集合 (multiset)（可能包含重复元素的无序 collection）应该直接实现此接口。

　　所有通用的 Collection 实现类（通常通过它的一个子接口间接实现 Collection）应该提供两个“标准”构造方法：一个是 void（无参数）构造方法，用于创建空 collection；另一个是带有 Collection 类型单参数的构造方法，用于创建一个具有与其参数相同元素新的 collection。实际上，后者允许用户复制任何 collection，以生成所需实现类型的一个等效 collection。尽管无法强制执行此约定（因为接口不能包含构造方法），但是 Java 平台库中所有通用的 Collection 实现都遵从它。

　　此接口中包含的“破坏性”方法，是指可修改其所操作的 collection 的那些方法，如果此 collection 不支持该操作，则指定这些方法抛出 UnsupportedOperationException。如果是这样，那么在调用对该 collection 无效时，这些方法可能，但并不一定抛出 UnsupportedOperationException。例如，如果要添加的 collection 为空且不可修改，则对该 collection 调用 addAll(Collection) 方法时，可能但并不一定抛出异常。

　　一些 collection 实现对它们可能包含的元素有所限制。例如，某些实现禁止 null 元素，而某些实现则对元素的类型有限制。试图添加不合格的元素将抛出一个未经检查的异常，通常是 NullPointerException 或 ClassCastException。试图查询是否存在不合格的元素可能抛出一个异常，或者只是简单地返回 false；某些实现将表现出前一种行为，而某些实现则表现后一种。较为常见的是，试图对某个不合格的元素执行操作且该操作的完成不会导致将不合格的元素插入 collection 中，将可能抛出一个异常，也可能操作成功，这取决于实现本身。这样的异常在此接口的规范中标记为“可选”。

　　由每个 collection 来确定其自身的同步策略。在没有实现的强烈保证的情况下，调用由另一进程正在更改的 collection 的方法可能会出现不确定行为；这包括直接调用，将 collection 传递给可能执行调用的方法，以及使用现有迭代器检查 collection。

　　2.2常用方法摘要：

boolean add(E e)

　　确保此 collection 包含指定的元素（可选操作）。

boolean addAll(Collection<? extends E> c)

　　将指定 collection 中的所有元素都添加到此 collection 中（可选操作）。

void clear()

　　移除此 collection 中的所有元素（可选操作）。

boolean contains(Object o)

　　如果此 collection 包含指定的元素，则返回 true。

boolean containsAll(Collection<?> c)

　　如果此 collection 包含指定 collection 中的所有元素，则返回 true。

boolean equals(Object o)

　　比较此 collection 与指定对象是否相等。

int hashCode()

　　返回此 collection 的哈希码值。

boolean isEmpty()

　　如果此 collection 不包含元素，则返回 true。

Iterator<E> iterator()

　　返回在此 collection 的元素上进行迭代的迭代器。

boolean remove(Object o)

　　从此 collection 中移除指定元素的单个实例，如果存在的话（可选操作）。

boolean removeAll(Collection<?> c)

　　移除此 collection 中那些也包含在指定 collection 中的所有元素（可选操作）。

boolean retainAll(Collection<?> c)

　　仅保留此 collection 中那些也包含在指定 collection 的元素（可选操作）。

int size()

　　返回此 collection 中的元素数。

Object[] toArray()

　　返回包含此 collection 中所有元素的数组。

<T> T[]toArray(T[] a)

　　返回包含此 collection 中所有元素的数组；返回数组的运行时类型与指定数组的运行时类型相同。

三、collections简单介绍：

　　3.1Collections简单概述：

　　java.util.Collections 是一个包装类（工具类/帮助类）。它包含有各种有关集合操作的静态多态方法。此类不能实例化，就像一个工具类，用于对集合中元素进行排序、搜索以及线程安全等各种操作，服务于Java的Collection框架。

　　Collections中的方法都是静态方法，这正好体现了工具类的设计原则，便于开发者直接调用；

　　此类完全由在 collection 上进行操作或返回 collection 的静态方法组成。它包含在 collection 上操作的多态算法，即“包装器”，包装器返回由指定 collection 支持的新 collection，以及少数其他内容。

　　如果为此类的方法所提供的 collection 或类对象为 null，则这些方法都将抛出 NullPointerException。

　　此类中所含多态算法的文档通常包括对实现的简短描述。应该将这类描述视为实现注意事项，而不是规范的一部分。实现者应该可以随意使用其他算法替代，只要遵循规范本身即可。（例如，sort 使用的算法不一定是合并排序算法，但它必须是稳定的。）

　　此类中包含的“破坏性”算法，即可修改其所操作的 collection 的算法，该算法被指定在 collection 不支持适当的可变基元（比如 set 方法）时抛出 UnsupportedOperationException。如果调用不会对 collection 产生任何影响，那么这些算法可能（但不要求）抛出此异常。例如，在已经排序的、不可修改列表上调用 sort 方法可能会（也可能不会）抛出 UnsupportedOperationException。

　　3.2常用方法摘要：

static <T> boolean

addAll(Collection<? super T> c, T... elements)
将所有指定元素添加到指定 collection 中。

static <T> Queue<T>

asLifoQueue(Deque<T> deque)
以后进先出 (Lifo) Queue 的形式返回某个 Deque 的视图。

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。

static <T> 
int

binarySearch(List<? extends 
T> list, T key, Comparator<? super T> c)

使用二分搜索法搜索指定列表，以获得指定对象。

static <E> Collection<E>

checkedCollection(Collection<E> c, Class<E> type)
返回指定 collection 的一个动态类型安全视图。

static <E> List<E>

checkedList(List<E> list, 
Class<E> type)

返回指定列表的一个动态类型安全视图。

static <K,V> Map<K,V>

checkedMap(Map<K,V> m, Class<K> keyType, Class<V> valueType)
返回指定映射的一个动态类型安全视图。

static <E> Set<E>

checkedSet(Set<E> s, Class<E> type)
返回指定 set 的一个动态类型安全视图。

static <K,V> SortedMap<K,V>

checkedSortedMap(SortedMap<K,V> m, Class<K> keyType, Class<V> valueType)
返回指定有序映射的一个动态类型安全视图。

static <E> SortedSet<E>

checkedSortedSet(SortedSet<E> s, Class<E> type)
返回指定有序 set 的一个动态类型安全视图。

static <T> 
void

copy(List<? super 
T> dest, List<? extends T> src)

将所有元素从一个列表复制到另一个列表。

static boolean disjoint(Collection<?> c1, Collection<?> c2)
如果两个指定 collection 中没有相同的元素，则返回 true。

static <T> List<T>

emptyList()
返回空的列表（不可变的）。

static <K,V> Map<K,V>

emptyMap()
返回空的映射（不可变的）。

static <T> Set<T>

emptySet()
返回空的 set（不可变的）。

static <T> Enumeration<T>

enumeration(Collection<T> c)
返回一个指定 collection 上的枚举。

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。

static int frequency(Collection<?> c, Object o)
返回指定 collection 中等于指定对象的元素数。

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。

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。

static <T> ArrayList<T>

list(Enumeration<T> e)
返回一个数组列表，它按返回顺序包含指定枚举返回的元素。

static <T extends Object & Comparable<? super T>> T

max(Collection<? extends 
T> coll)

根据元素的自然顺序，返回给定 collection 的最大元素。

static <T> 
T

max(Collection<? extends T> coll, 
Comparator<? super 
T> comp)

根据指定比较器产生的顺序，返回给定 collection 的最大元素。

static <T extends Object & Comparable<? super T>> T

min(Collection<? extends 
T> coll)

根据元素的自然顺序返回给定 collection 的最小元素。

static <T> 
T

min(Collection<? extends T> coll, 
Comparator<? super 
T> comp)

根据指定比较器产生的顺序，返回给定 collection 的最小元素。

static <T> List<T>

nCopies(int n, 
T o)

返回由指定对象的 n 个副本组成的不可变列表。

static <E> Set<E>

newSetFromMap(Map<E,Boolean> map)
返回指定映射支持的 set。

static <T> 
boolean

replaceAll(List<T> list, 
T oldVal, T newVal)

使用另一个值替换列表中出现的所有某一指定值。

static void reverse(List<?> list)
反转指定列表中元素的顺序。

static <T> Comparator<T>

reverseOrder()
返回一个比较器，它强行逆转实现了 Comparable 接口的对象 collection 的自然顺序。

static <T> Comparator<T>

reverseOrder(Comparator<T> cmp)
返回一个比较器，它强行逆转指定比较器的顺序。

static void rotate(List<?> list, int distance)
根据指定的距离轮换指定列表中的元素。

static void shuffle(List<?> list)
使用默认随机源对指定列表进行置换。

static void shuffle(List<?> list, Random rnd)
使用指定的随机源对指定列表进行置换。

static <T> Set<T>

singleton(T o)
返回一个只包含指定对象的不可变 set。

static <T> List<T>

singletonList(T o)
返回一个只包含指定对象的不可变列表。

static <K,V> Map<K,V>

singletonMap(K key, 
V value)

返回一个不可变的映射，它只将指定键映射到指定值。

static <T extends Comparable<? super T>> 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。

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。

static void swap(List<?> list, int i, int j)
在指定列表的指定位置处交换元素。

static <T> Collection<T>

synchronizedCollection(Collection<T> c)
返回指定 collection 支持的同步（线程安全的）collection。

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。

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。

static <T> Set<T>

synchronizedSet(Set<T> s)
返回指定 set 支持的同步（线程安全的）set。

static <K,V> SortedMap<K,V>

synchronizedSortedMap(SortedMap<K,V> m)
返回指定有序映射支持的同步（线程安全的）有序映射。

static <T> SortedSet<T>

synchronizedSortedSet(SortedSet<T> s)
返回指定有序 set 支持的同步（线程安全的）有序 set。

static <T> Collection<T>

unmodifiableCollection(Collection<? extends 
T> c)

返回指定 collection 的不可修改视图。

static <T> List<T>

unmodifiableList(List<? extends 
T> list)

返回指定列表的不可修改视图。

static <K,V> Map<K,V>

unmodifiableMap(Map<? extends K,? 
extends V> m)

返回指定映射的不可修改视图。

static <T> Set<T>

unmodifiableSet(Set<? extends 
T> s)

返回指定 set 的不可修改视图。

static <K,V> SortedMap<K,V>

unmodifiableSortedMap(SortedMap<K,? extends 
V> m)

返回指定有序映射的不可修改视图。

static <T> SortedSet<T>

unmodifiableSortedSet(SortedSet<T> s)
返回指定有序 set 的不可修改视图。

四、Collection与Collections的异同：

相同点：二者都是Java集合框架的成员，都位于java.util包下
不同之处：Collection是Java集合框架的顶级接口，继承自Iterable，他是一个泛型接口，充分的体现了Java的多态性

　　Collections是Java集合框架的工具类，服务于Collection。提供了对Java集合操作的各种静态方法

　　参考：https://baike.baidu.com/item/COLLECTION/80124?fr=aladdin