Java 集合系列之六:工具類Collections和Arrays基本操做

1. Collections

Collections類主要是完成了兩個主要功能 java

  1. 提供了若干簡單而又有用的算法,好比排序,二分查找,求最大最小值等等。 
  2. 提供對集合進行包裝的靜態方法。好比把指定的集合包裝成線程安全的集合、包裝成不可修改的集合、包裝成類型安全的集合等。 
  3. sort內部調用的是Arrays.sort(a);
  4. Collections.copy( )自己用到了深拷貝
<T> boolean             addAll(Collection<? super T> c, T... elements) //將全部指定元素添加到指定 collection 中。
<T> Queue<T>            asLifoQueue(Deque<T> deque) //之後進先出 (Lifo) Queue 的形式返回某個 Deque 的視圖。
<T> int                 binarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list, T key) //使用二分搜索法搜索指定列表,以得到指定對象。
<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,以得到指定對象。
<E> Collection<E>       checkedCollection(Collection<E> c, Class<E> type) //返回指定 collection 的一個動態類型安全視圖。
<E> List<E>             checkedList(List<E> list, Class<E> type) //返回指定列表的一個動態類型安全視圖。
<K,V> Map<K,V>          checkedMap(Map<K,V> m, Class<K> keyType, Class<V> valueType) //返回指定映射的一個動態類型安全視圖。
<E> Set<E>              checkedSet(Set<E> s, Class<E> type) //返回指定 set 的一個動態類型安全視圖。
<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個動態類型安全視圖。
<E> SortedSet<E>        checkedSortedSet(SortedSet<E> s, Class<E> type) //返回指定有序 set 的一個動態類型安全視圖。
<T> void                copy(List<? super T> dest, List<? extends T> src) //將全部元素從一個列表複製到另外一個列表。 
boolean           disjoint(Collection<?> c1, Collection<?> c2)
//若是兩個指定 collection 中沒有相同的元素,則返回 true。 <T> List<T> emptyList() //返回空的列表(不可變的)。 <K,V> Map<K,V> emptyMap() //返回空的映射(不可變的)。 <T> Set<T> emptySet() //返回空的 set(不可變的)。 <T> Enumeration<T> enumeration(Collection<T> c) //返回一個指定 collection 上的枚舉。 <T> void fill(List<? super T> list, T obj) //使用指定元素替換指定列表中的全部元素。
int             frequency(Collection<?> c, Object o)
//返回指定 collection 中等於指定對象的元素數。
int           indexOfSubList(List<?> source, List<?> target)
//返回指定源列表中第一次出現指定目標列表的起始位置;若是沒有出現這樣的列表,則返回 -1。
int           lastIndexOfSubList(List<?> source, List<?> target)
//返回指定源列表中最後一次出現指定目標列表的起始位置;若是沒有出現這樣的列表,則返回 -1。 <T> ArrayList<T> list(Enumeration<T> e) //返回一個數組列表,它按返回順序包含指定枚舉返回的元素。 <T extends Object & Comparable<? super T>> T max(Collection<? extends T> coll) //根據元素的天然順序,返回給定 collection 的最大元素。 <T> T max(Collection<? extends T> coll, Comparator<? super T> comp) //根據指定比較器產生的順序,返回給定 collection 的最大元素。 <T extends Object & Comparable<? super T>> T min(Collection<? extends T> coll) //根據元素的天然順序 返回給定 collection 的最小元素。 <T> T min(Collection<? extends T> coll, Comparator<? super T> comp) //根據指定比較器產生的順序,返回給定 collection 的最小元素。 <T> List<T> nCopies(int n, T o) //返回由指定對象的 n 個副本組成的不可變列表。 <E> Set<E> newSetFromMap(Map<E,Boolean> map) //返回指定映射支持的 set。 <T> boolean replaceAll(List<T> list, T oldVal, T newVal) //使用另外一個值替換列表中出現的全部某一指定值。
void             reverse(List<?> list)
//反轉指定列表中元素的順序。 <T> Comparator<T> reverseOrder() //返回一個比較器,它強行逆轉實現了 Comparable 接口的對象 collection 的天然順序。 <T> Comparator<T> reverseOrder(Comparator<T> cmp) //返回一個比較器,它強行逆轉指定比較器的順序。
void           rotate(List<?> list, int distance)
//根據指定的距離輪換指定列表中的元素。
void           shuffle(List<?> list)
//使用默認隨機源對指定列表進行置換。
void           shuffle(List<?> list, Random rnd)
//使用指定的隨機源對指定列表進行置換。 <T> Set<T> singleton(T o) //返回一個只包含指定對象的不可變 set。 <T> List<T> singletonList(T o) //返回一個只包含指定對象的不可變列表。 <K,V> Map<K,V> singletonMap(K key, V value) //返回一個不可變的映射,它只將指定鍵映射到指定值。 <T extends Comparable<? super T>> void sort(List<T> list) //根據元素的天然順序 對指定列表按升序進行排序。 <T> void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c) //根據指定比較器產生的順序對指定列表進行排序。
void           swap(List<?> list, int i, int j)
//在指定列表的指定位置處交換元素。 <T> Collection<T> synchronizedCollection(Collection<T> c) //返回指定 collection 支持的同步(線程安全的)collection。 <T> List<T> synchronizedList(List<T> list) //返回指定列表支持的同步(線程安全的)列表。 <K,V> Map<K,V> synchronizedMap(Map<K,V> m) //返回由指定映射支持的同步(線程安全的)映射。 <T> Set<T> synchronizedSet(Set<T> s) //返回指定 set 支持的同步(線程安全的)set。 <K,V> SortedMap<K,V> synchronizedSortedMap(SortedMap<K,V> m) //返回指定有序映射支持的同步(線程安全的)有序映射。 <T> SortedSet<T> synchronizedSortedSet(SortedSet<T> s) //返回指定有序 set 支持的同步(線程安全的)有序 set。 <T> Collection<T> unmodifiableCollection(Collection<? extends T> c) //返回指定 collection 的不可修改視圖。 <T> List<T> unmodifiableList(List<? extends T> list) //返回指定列表的不可修改視圖。 <K,V> Map<K,V> unmodifiableMap(Map<? extends K,? extends V> m) //返回指定映射的不可修改視圖。 <T> Set<T> unmodifiableSet(Set<? extends T> s) //返回指定 set 的不可修改視圖。 <K,V> SortedMap<K,V> unmodifiableSortedMap(SortedMap<K,? extends V> m) //返回指定有序映射的不可修改視圖。 <T> SortedSet<T> unmodifiableSortedSet(SortedSet<T> s) //返回指定有序 set 的不可修改視圖。

 

2. Arrays

  1. Arrays的源碼大體分爲三種:parallel開頭的都是並行處理的,deep開頭的都是用於數組嵌套相關的操做,另外一種就是咱們經常使用的簡單操做;

sort方法

  Arrays提供了一系列重載的sort方法,默認都是升序排列的。大致上能夠分爲兩種,算法

  一種是針對基本數據類型來進行排序,包括int,long,byte,float,double等類型,底層都是經過調用DualPivotQuicksort該類的sort方法來實現的。DualPivotQuicksort這個類是JAVA1.7以後專門提供給Java內部排序使用的專用類,被稱爲雙樞軸快速排序,用來優化原先的快速排序,該算法通常能提供O(nlog(n))的時間複雜度,數組

  另外一種是針對Object數組類型來進行排序sort(Object[] a)。該算法的實現又分爲兩種,一種經過歸併排序算法來實現,另外一種經過使用TimSort排序算法來實現。TimSort算法是一種插入與傳統歸併算法結合的一種算法,是對歸併算法的一種優化。至於使用哪種算法,須要設置系統變量:java.util.Arrays.useLegacyMergeSort,經過設置爲true,來使用歸併算法,不然使用TimSort算法。默認狀況下咱們是不會用到歸併算法的,而且在JDK文檔中有說明,在後續的版本中,legacyMergeSort歸併算法會被移除掉。安全

parallelSort方法

  Arrays一樣提供了一系列重載的parallelSort方法,用於數字類型的並行排序,一樣默認也是升序排列的。這一系列算法是JAVA1.8以後引入的,基於JAVA的並行處理框架fork/join框架,而fork/join框架,是Java1.7引入,目的是爲了充分利用多核處理器,編寫並行程序,提升程序性能的框架。
  程序裏進行了判斷,若是數組長度過小,小於並行排序的最小長度或者並行線程池的大小是1,這時候就再也不使用並行處理,仍是使用DualPivotQuicksort的sort方法來進行排序。框架

copy方法

  Array.copy() 底層是經過System的native方法arraycopy來實現的,這個方法在操做集合的時候也常常用到。dom

  System.CopyOf()性能

  1. 當數組爲一維數組,且元素爲基本類型或String類型時,屬於深複製,即原數組與新數組的元素不會相互影響,String的特殊是由於它的不可變性
  2. 當數組爲多維數組,或一維數組中的元素爲引用類型時,屬於淺複製,原數組與新數組的元素引用指向同一個對象

 

static <T> List<T>    asList(T... a) //返回一個受指定數組支持的固定大小的列表。
static int    binarySearch(byte[] a, byte key) //使用二分搜索法來搜索指定的 byte 型數組,以得到指定的值。
static int    binarySearch(byte[] a, int fromIndex, int toIndex, byte key) //使用二分搜索法來搜索指定的 byte 型數組的範圍,以得到指定的值。
static int    binarySearch(char[] a, char key) //使用二分搜索法來搜索指定的 char 型數組,以得到指定的值。
static int    binarySearch(char[] a, int fromIndex, int toIndex, char key) //使用二分搜索法來搜索指定的 char 型數組的範圍,以得到指定的值。
static int    binarySearch(double[] a, double key) //使用二分搜索法來搜索指定的 double 型數組,以得到指定的值。
static int    binarySearch(double[] a, int fromIndex, int toIndex, double key) //使用二分搜索法來搜索指定的 double 型數組的範圍,以得到指定的值。
static int    binarySearch(float[] a, float key) //使用二分搜索法來搜索指定的 float 型數組,以得到指定的值。
static int    binarySearch(float[] a, int fromIndex, int toIndex, float key) //使用二分搜索法來搜索指定的 float 型數組的範圍,以得到指定的值。
static int    binarySearch(int[] a, int key) //使用二分搜索法來搜索指定的 int 型數組,以得到指定的值。
static int    binarySearch(int[] a, int fromIndex, int toIndex, int key) //使用二分搜索法來搜索指定的 int 型數組的範圍,以得到指定的值。
static int    binarySearch(long[] a, int fromIndex, int toIndex, long key) //使用二分搜索法來搜索指定的 long 型數組的範圍,以得到指定的值。
static int    binarySearch(long[] a, long key) //使用二分搜索法來搜索指定的 long 型數組,以得到指定的值。
static int    binarySearch(Object[] a, int fromIndex, int toIndex, Object key) //使用二分搜索法來搜索指定數組的範圍,以得到指定對象。
static int    binarySearch(Object[] a, Object key) //使用二分搜索法來搜索指定數組,以得到指定對象。
static int    binarySearch(short[] a, int fromIndex, int toIndex, short key) //使用二分搜索法來搜索指定的 short 型數組的範圍,以得到指定的值。
static int    binarySearch(short[] a, short key) //使用二分搜索法來搜索指定的 short 型數組,以得到指定的值。
static <T> int    binarySearch(T[] a, int fromIndex, int toIndex, T key, Comparator<? super T> c) //使用二分搜索法來搜索指定數組的範圍,以得到指定對象。
static <T> int    binarySearch(T[] a, T key, Comparator<? super T> c) //使用二分搜索法來搜索指定數組,以得到指定對象。
static boolean[]    copyOf(boolean[] original, int newLength) //複製指定的數組,截取或用 false 填充(若有必要),以使副本具備指定的長度。
static byte[]    copyOf(byte[] original, int newLength) //複製指定的數組,截取或用 0 填充(若有必要),以使副本具備指定的長度。
static char[]    copyOf(char[] original, int newLength) //複製指定的數組,截取或用 null 字符填充(若有必要),以使副本具備指定的長度。
static double[]    copyOf(double[] original, int newLength) //複製指定的數組,截取或用 0 填充(若有必要),以使副本具備指定的長度。
static float[]    copyOf(float[] original, int newLength) //複製指定的數組,截取或用 0 填充(若有必要),以使副本具備指定的長度。
static int[]    copyOf(int[] original, int newLength) //複製指定的數組,截取或用 0 填充(若有必要),以使副本具備指定的長度。
static long[]    copyOf(long[] original, int newLength) //複製指定的數組,截取或用 0 填充(若有必要),以使副本具備指定的長度。
static short[]    copyOf(short[] original, int newLength) //複製指定的數組,截取或用 0 填充(若有必要),以使副本具備指定的長度。
static <T> T[]    copyOf(T[] original, int newLength) //複製指定的數組,截取或用 null 填充(若有必要),以使副本具備指定的長度。
static <T,U> T[]    copyOf(U[] original, int newLength, Class<? extends T[]> newType) //複製指定的數組,截取或用 null 填充(若有必要),以使副本具備指定的長度。
static boolean[]    copyOfRange(boolean[] original, int from, int to) //將指定數組的指定範圍複製到一個新數組。
static byte[]    copyOfRange(byte[] original, int from, int to) //將指定數組的指定範圍複製到一個新數組。
static char[]    copyOfRange(char[] original, int from, int to) //將指定數組的指定範圍複製到一個新數組。
static double[]    copyOfRange(double[] original, int from, int to) //將指定數組的指定範圍複製到一個新數組。
static float[]    copyOfRange(float[] original, int from, int to) //將指定數組的指定範圍複製到一個新數組。
static int[]    copyOfRange(int[] original, int from, int to) //將指定數組的指定範圍複製到一個新數組。
static long[]    copyOfRange(long[] original, int from, int to) //將指定數組的指定範圍複製到一個新數組。
static short[]    copyOfRange(short[] original, int from, int to) //將指定數組的指定範圍複製到一個新數組。
static <T> T[]    copyOfRange(T[] original, int from, int to) //將指定數組的指定範圍複製到一個新數組。
static <T,U> T[]    copyOfRange(U[] original, int from, int to, Class<? extends T[]> newType) //將指定數組的指定範圍複製到一個新數組。
static boolean    deepEquals(Object[] a1, Object[] a2) //若是兩個指定數組彼此是深層相等 的,則返回 true。
static int    deepHashCode(Object[] a) //基於指定數組的「深層內容」返回哈希碼。
static String    deepToString(Object[] a) //返回指定數組「深層內容」的字符串表示形式。
static boolean    equals(boolean[] a, boolean[] a2) //若是兩個指定的 boolean 型數組彼此相等,則返回 true。
static boolean    equals(byte[] a, byte[] a2) //若是兩個指定的 byte 型數組彼此相等,則返回 true。
static boolean    equals(char[] a, char[] a2) //若是兩個指定的 char 型數組彼此相等,則返回 true。
static boolean    equals(double[] a, double[] a2) //若是兩個指定的 double 型數組彼此相等,則返回 true。
static boolean    equals(float[] a, float[] a2) //若是兩個指定的 float 型數組彼此相等,則返回 true。
static boolean    equals(int[] a, int[] a2) //若是兩個指定的 int 型數組彼此相等,則返回 true。
static boolean    equals(long[] a, long[] a2) //若是兩個指定的 long 型數組彼此相等,則返回 true。
static boolean    equals(Object[] a, Object[] a2) //若是兩個指定的 Objects 數組彼此相等,則返回 true。
static boolean    equals(short[] a, short[] a2) //若是兩個指定的 short 型數組彼此相等,則返回 true。
static void    fill(boolean[] a, boolean val) //將指定的 boolean 值分配給指定 boolean 型數組的每一個元素。
static void    fill(boolean[] a, int fromIndex, int toIndex, boolean val) //將指定的 boolean 值分配給指定 boolean 型數組指定範圍中的每一個元素。
static void    fill(byte[] a, byte val) //將指定的 byte 值分配給指定 byte 節型數組的每一個元素。
static void    fill(byte[] a, int fromIndex, int toIndex, byte val) //將指定的 byte 值分配給指定 byte 型數組指定範圍中的每一個元素。
static void    fill(char[] a, char val) //將指定的 char 值分配給指定 char 型數組的每一個元素。
static void    fill(char[] a, int fromIndex, int toIndex, char val) //將指定的 char 值分配給指定 char 型數組指定範圍中的每一個元素。
static void    fill(double[] a, double val) //將指定的 double 值分配給指定 double 型數組的每一個元素。
static void    fill(double[] a, int fromIndex, int toIndex, double val) //將指定的 double 值分配給指定 double 型數組指定範圍中的每一個元素。
static void    fill(float[] a, float val) //將指定的 float 值分配給指定 float 型數組的每一個元素。
static void    fill(float[] a, int fromIndex, int toIndex, float val) //將指定的 float 值分配給指定 float 型數組指定範圍中的每一個元素。
static void    fill(int[] a, int val) //將指定的 int 值分配給指定 int 型數組的每一個元素。
static void    fill(int[] a, int fromIndex, int toIndex, int val) //將指定的 int 值分配給指定 int 型數組指定範圍中的每一個元素。
static void    fill(long[] a, int fromIndex, int toIndex, long val) //將指定的 long 值分配給指定 long 型數組指定範圍中的每一個元素。
static void    fill(long[] a, long val) //將指定的 long 值分配給指定 long 型數組的每一個元素。
static void    fill(Object[] a, int fromIndex, int toIndex, Object val) //將指定的 Object 引用分配給指定 Object 數組指定範圍中的每一個元素。
static void    fill(Object[] a, Object val) //將指定的 Object 引用分配給指定 Object 數組的每一個元素。
static void    fill(short[] a, int fromIndex, int toIndex, short val) //將指定的 short 值分配給指定 short 型數組指定範圍中的每一個元素。
static void    fill(short[] a, short val) //將指定的 short 值分配給指定 short 型數組的每一個元素。
static int    hashCode(boolean[] a) //基於指定數組的內容返回哈希碼。
static int    hashCode(byte[] a) //基於指定數組的內容返回哈希碼。
static int    hashCode(char[] a) //基於指定數組的內容返回哈希碼。
static int    hashCode(double[] a) //基於指定數組的內容返回哈希碼。
static int    hashCode(float[] a) //基於指定數組的內容返回哈希碼。
static int    hashCode(int[] a) //基於指定數組的內容返回哈希碼。
static int    hashCode(long[] a) //基於指定數組的內容返回哈希碼。
static int    hashCode(Object[] a) //基於指定數組的內容返回哈希碼。
static int    hashCode(short[] a) //基於指定數組的內容返回哈希碼。
static void    sort(byte[] a) //對指定的 byte 型數組按數字升序進行排序。
static void    sort(byte[] a, int fromIndex, int toIndex) //對指定 byte 型數組的指定範圍按數字升序進行排序。
static void    sort(char[] a) //對指定的 char 型數組按數字升序進行排序。
static void    sort(char[] a, int fromIndex, int toIndex) //對指定 char 型數組的指定範圍按數字升序進行排序。
static void    sort(double[] a) //對指定的 double 型數組按數字升序進行排序。
static void    sort(double[] a, int fromIndex, int toIndex) //對指定 double 型數組的指定範圍按數字升序進行排序。
static void    sort(float[] a) //對指定的 float 型數組按數字升序進行排序。
static void    sort(float[] a, int fromIndex, int toIndex) //對指定 float 型數組的指定範圍按數字升序進行排序。
static void    sort(int[] a) //對指定的 int 型數組按數字升序進行排序。
static void    sort(int[] a, int fromIndex, int toIndex) //對指定 int 型數組的指定範圍按數字升序進行排序。
static void    sort(long[] a) //對指定的 long 型數組按數字升序進行排序。
static void    sort(long[] a, int fromIndex, int toIndex) //對指定 long 型數組的指定範圍按數字升序進行排序。
static void    sort(Object[] a) //根據元素的天然順序對指定對象數組按升序進行排序。
static void    sort(Object[] a, int fromIndex, int toIndex) //根據元素的天然順序對指定對象數組的指定範圍按升序進行排序。
static void    sort(short[] a) //對指定的 short 型數組按數字升序進行排序。
static void    sort(short[] a, int fromIndex, int toIndex) //對指定 short 型數組的指定範圍按數字升序進行排序。
static <T> void    sort(T[] a, Comparator<? super T> c) //根據指定比較器產生的順序對指定對象數組進行排序。
static <T> void    sort(T[] a, int fromIndex, int toIndex, Comparator<? super T> c) //根據指定比較器產生的順序對指定對象數組的指定範圍進行排序。
static String    toString(boolean[] a) //返回指定數組內容的字符串表示形式。
static String    toString(byte[] a) //返回指定數組內容的字符串表示形式。
static String    toString(char[] a) //返回指定數組內容的字符串表示形式。
static String    toString(double[] a) //返回指定數組內容的字符串表示形式。
static String    toString(float[] a) //返回指定數組內容的字符串表示形式。
static String    toString(int[] a) //返回指定數組內容的字符串表示形式。
static String    toString(long[] a) //返回指定數組內容的字符串表示形式。
static String    toString(Object[] a) //返回指定數組內容的字符串表示形式。
static String    toString(short[] a) //返回指定數組內容的字符串表示形式。
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