Java之Collection与Collections有什么区别？

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2024-03-16 10:20 69阅读 0赞

**本文将为大家详细讲解Java中Collection与Collections的区别点，这是我们进行开发时经常用到的知识点，也是大家在学习Java中很重要的一个知识点，更是我们在面试时有可能会问到的问题！**

**文章较长，干货满满，建议大家收藏慢慢学习。文末有本文重点总结，主页有全系列文章分享。技术类问题，欢迎大家和我们一起交流讨论！**

#### 文章目录 ####

*  前言
 *  一. 知识回顾
 *   *  1. Java集合体系
     *  2. 集合的关系图谱
 *  二. Collection
 *   *  1. 简介
     *  2. 核心方法
 *  二. Collections
 *   *  1. 简介
     *  2. 常用方法
     *  3. 基本使用
     *   *  3.1 排序方法
         *   *  3.1.1 sort方法
             *  3.1.2 reverse方法
             *  3.1.3 shuffle方法
         *  3.2 查找方法
         *  3.3 替换方法
         *   *  3.3.1 replaceAll()方法
             *  3.3.2 fill()方法
         *  3.4 同步方法
         *   *  3.4.1 synchronizedCollection方法
             *  3.4.2 synchronizedList方法
             *  3.4.3 synchronizedSet方法
             *  3.4.4 synchronizedMap方法
         *  3.5 其他方法
 *  三. Collection与Collections的区别
 *  四. 结语

## 前言 ##

截止到现在我们已经把 **Java里的[List][]、[SET][]和[Map][]** 这三大集合都给大家讲解完毕了，不知道各位掌握了多少呢？如果你对之前的内容还没有熟练掌握，可以把前面的文章再多读几遍。如果你已经掌握的很好了，那就继续阅读今天的内容吧。今天会再用一篇文章，把集合中遗漏的内容给大家梳理一下，比如**Collection与Collections**的区别。

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全文大约 **【3300】** 字，不说废话，只讲可以让你学到技术、明白原理的纯干货！本文带有丰富的案例及配图视频，让你更好地理解和运用文中的技术概念，并可以给你带来具有足够启迪的思考…

## 一. 知识回顾 ##

### 1. Java集合体系 ###

根据前面给大家讲解的内容可知，Java的集合整体上可以分为 **Collection** 和 **Map** 两大体系，而从这两大体系中又可以延伸细分为 **3个子类型**:

> List-列表
> 
> Set-集
> 
> Map-映射

从整体上来看，这几种集合之间的关系如下图所示：  
![在这里插入图片描述][9313bd41fdb3448f9d790fb61ab02cbf.png]

### 2. 集合的关系图谱 ###

另外集合的各个接口和类之间除了有共同之处，它们也有一些各自的特点，我们可以看看下面这个集合的关系图谱：  
![请添加图片描述][51960fe8e21e4c848df04d64e1ca263d.png]

**在上图中，有3个核心API需要我们掌握：**

*  **Iterator**: 我们可以通过迭代器遍历集合中的数据；
 *  **Collection**: Collection是List、Set、Queue 这3种集合的父级接口；
 *  **Map**: Map是映射表的父级接口。

为了让大家加深印象，接下来我们再单独复习一下Collection接口是怎么回事。

## 二. Collection ##

### 1. 简介 ###

**Collection是Java集合框架中的一个接口，它定义了一组用于存储、访问和操作对象的方法**。

它是Java集合框架中的基础接口之一，我们常用的很多集合类都实现了Collection接口或其子接口(如**List、Set、Queue**等)。  
![在这里插入图片描述][daf2441a9d334f209ab1b7ee5a3911f0.png]

### 2. 核心方法 ###

Collection接口中定义了一系列用于操作集合的通用核心方法，包括添加、删除、遍历、查找等，Collection的各个子类都需要实现这些方法。下面是一些常用的Collection接口方法：

*  **add(E e)** ：将元素e添加到集合中；
 *  **remove(Object o)** ：从集合中删除对象o；
 *  **contains(Object o)** ：判断集合中是否包含对象o；
 *  **size()** ：返回集合中元素的个数；
 *  **iterator()** ：返回集合中元素的迭代器。

通过这些方法，我们可以轻松地操作集合中的元素，实现各种常用的功能。

## 二. Collections ##

### 1. 简介 ###

**Collections是Java集合框架为了方便我们进行集合开发，为我们提供的一个** **操作Set、List和Map等集合的** **工具类，** 位于java.util包中 **。该类提供了一系列的静态方法**，可以实现对集合进行**排序、查找、替换、复制等**操作。Collections类中的方法都是静态方法，不需要创建其对象即可使用。

利用Collections类，我们可以对集合进行一些高级的操作，比如**对集合进行排序、查找最大值、查找最小值等**。总之，Collections类中提供的方法，可以帮助我们简化代码，提高开发效率。

### 2. 常用方法 ###

Collections类中为我们提供的方法其实有很多，大致可以分为以下几类：

*  **创建空白集合：** emptyList()、emptyMap()、emptySet()：返回对应的不可变的空集合，无法向其中添加或删除元素；
 *  **创建单个元素的集合**：singletonList(T o)、singletonMap(K key, V value)、singleton(T o)：返回的是不可变的单元素集合，无法向其中添加或删除元素；
 *  **排序方法**：sort、reverse、shuffle、swap、rotate；
 *  **查找方法**：binarySearch；
 *  **替换方法**：replaceAll、fill；
 *  **复制方法**：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。

接下来我们就通过几个案例，来教大家学会这些方法该如何使用。

### 3. 基本使用 ###

#### 3.1 排序方法 ####

Collections类给我们提供了好几个排序方法，比如**sort()、reverse()、shuffle()** 等，用于对集合进行排序。

##### 3.1.1 sort方法 #####

sort(List list)方法用于对List集合进行**升序排序**，例如：

import java.util.ArrayList;
    import java.util.Collections;
    import java.util.List;
    
    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);
    		//调用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)方法用于对List集合进行**反转排序**，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
            //调用Collections的reverse()排序方法--反转排序
            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)方法用于对List集合进行**随机排序**，例如：

import java.util.ArrayList;
    import java.util.Collections;
    import java.util.List;
    
    public class Demo19 {
        
    
        public static void main(String[] args) {
        
            //Collections的使用--排序方法
            //调用Collections的shuffle()排序方法--随机
            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类也给我们提供了用于对集合进行二分查找的 **binarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list, T key)** 方法，该方法用于在有序集合中**根据二分查找法，来查找到指定的元素**，并返回元素在集合中的索引。如果指定元素不在集合中，则返回一个负数，表示应该插入该元素的位置。 **binarySearch()方法案例如下**：

import java.util.ArrayList;
    import java.util.Collections;
    import java.util.List;
    
    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 替换方法 ####

Collections类给我们提供了一些用于替换的方法，比如replaceAll()、fill()，用于对集合进行替换。

##### 3.3.1 replaceAll()方法 #####

replaceAll(List list, T oldVal, T newVal)方法用于**将List集合中所有的旧元素替换为新元素**，例如：

import java.util.ArrayList;
    import java.util.Collections;
    import java.util.List;
    
    public class Demo21 {
        
    
    	public static void main(String[] args) {
        
    		//Collections的使用--替换方法
    		List<Integer> list = new ArrayList<>();
    		list.add(1);
    		list.add(2);
    		list.add(3);
    		//替换方法
    		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;
    
    public class Demo21 {
        
    
    	public static void main(String[] args) {
        
    		//Collections的使用--替换方法
    		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类提供了一些同步方法，如 **synchronizedCollection()、synchronizedList()、synchronizedMap()** 等，用于对集合进行同步处理，这可以保证多线程环境下的并发安全。

##### 3.4.1 synchronizedCollection方法 #####

**synchronizedCollection(Collection c)** 方法用于将指定集合转换为线程安全的集合，例如：

import java.util.ArrayList;
    import java.util.Collection;
    import java.util.Collections;
    import java.util.List;
    
    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);
    		//将指定集合转换为线程安全的集合
    		Collection<Integer> synchronizedList = Collections.synchronizedCollection(list);
    		System.out.println("list="+synchronizedList);
    	}
    }

##### 3.4.2 synchronizedList方法 #####

**synchronizedList(List list)** 方法用于将指定的List集合转换为线程安全的List集合，例如：

import java.util.ArrayList;
    import java.util.Collection;
    import java.util.Collections;
    import java.util.List;
    
    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);
    		//将指定的List集合转换为线程安全的List集合
    		List<Integer> synchronizedList = Collections.synchronizedList(list);
    		System.out.println("list2="+synchronizedList);
    	}
    }

##### 3.4.3 synchronizedSet方法 #####

synchronizedSet(Set s)方法用于将指定的Set集合转换为线程安全的Set集合，例如：

import java.util.ArrayList;
    import java.util.Collection;
    import java.util.Collections;
    import java.util.List;
    
    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);
    		//将指定的Set集合转换为线程安全的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)** 方法用于将指定的Map集合转换为线程安全的Map集合，例如：

import java.util.ArrayList;
    import java.util.Collection;
    import java.util.Collections;
    import java.util.List;
    
    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);
    		//将指定的Map集合转换为线程安全的Map集合
    		Map<String, Integer> synchronizedMap = Collections.synchronizedMap(map);
    		System.out.println("map="+synchronizedMap);
    	}
    }

#### 3.5 其他方法 ####

我们可以使用`max()和min()`方法分别输出集合中的最大和最小值，用`frequency()`方法统计某个数据在集合中出现的次数。

import java.util.ArrayList;
    import java.util.Collection;
    import java.util.Collections;
    import java.util.List;
    
    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));  
    		//判断88在List集合中出现的次数，返回2
            System.out.println(Collections.frequency(list, 88));
    	}
    }

我们也可以使用`Collections的copy()`静态方法，将指定集合中的所有元素复制到另一个集合中。执行`copy()`方法后，目标集合中每个已复制元素的索引，将等同于源集合中该元素的索引。

import java.util.ArrayList;
    import java.util.Collection;
    import java.util.Collections;
    import java.util.List;
    
    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);
            
    		//调用copy()方法，将srcList集合中的元素复制到destList集合中
    		// java.lang.IndexOutOfBoundsException: Source does not fit in dest
            //destList表示目标集合对象，srcList表示源集合对象。
            Collections.copy(destList, srcList);
            System.out.println(destList); 
    	}
    }

**我们要注意：** 目标集合的长度至少要和源集合的长度相同。如果目标集合的长度更长，则不影响目标集合中的其余元素。如果目标集合的长度不够而无法包含整个源集合元素，程序会抛出 `IndexOutOfBoundsException`异常。

除了以上这些方法，还有其他的一些方法，比如将一个集合变成不可变的集合，用于对集合进行保护等，就不再一一给大家展示其用法了。

这些方法基本上就是见名知意，大家根据名称调用就可以，非常的简单。总之，希望大家可以熟练掌握`Collections`类的使用方法，这对于Java开发人员来说是非常重要的。

## 三. Collection与Collections的区别 ##

综上所述，就可以把**Collection**与**Collections**的区别给大家总结出来了。**Collection**和**Collections**虽然名字很相似，但它们的作用和用法完全不同，其核心区别如下：

> Collection是Java集合框架中的一个接口，定义了一组用于存储、访问和操作对象的方法，它是所有集合类的基础接口之一；
> 
> Collections是Java集合框架中的一个工具类，提供了一系列的静态方法，方便我们对集合进行排序、查找、替换等操作，它是一个类，而不是一个接口。

简单来说，Collection是一个接口，是Java集合框架中的基础接口之一；而Collections是一个工具类，提供了一系列静态方法，用于对集合进行高级操作。

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## 四. 结语 ##

至此，就把今天的内容讲解完毕了，我相信大家也已经明白了**Collection**与**Collections**的区别了。那么今天的核心内容，就是下面这些了：

> Collection是Java集合的基础接口，List、Set等都继承自该接口；
> 
> Collections是操作集合的工具类，里面有若干个操作集合的方法；
> 
> 你要熟练使用Collections里的几个常用方法哦。

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