Collections工具类用于安全高效操作已有集合,不新建集合;其sort、reverse、shuffle、swap四方法专用于List顺序控制,各具约束与注意事项。

Collections 工具类不是用来“新建集合”的,而是专门帮你安全、高效地操作已有集合对象的静态方法集合。它不替代 ArrayList 或 HashSet,但能让你少写几十行循环和判断。
排序与顺序控制:sort、reverse、shuffle、swap
最常被拿来用的四兄弟,全作用于 List(因为只有有序结构才谈得上“顺序”):
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sort(List)要求元素实现Comparable,否则抛ClassCastException;想按字符串长度排?必须用带Comparator的重载版本:sort(list, (a, b) -> a.length() - b.length()) -
reverse()是原地反转,不返回新列表——别误以为它像Stream.reverse()那样链式调用 -
shuffle()用的是 Fisher–Yates 算法,默认使用系统时间种子,测试时若需可重现结果,得传入固定Random实例:shuffle(list, new Random(42)) -
swap(list, i, j)很轻量,但要注意索引越界会直接抛IndexOutOfBoundsException,调用前建议加i >= 0 && i = 0 && j 校验
查找与极值获取:max、min、frequency、binarySearch
这些方法看似方便,但有几个关键约束容易被忽略:
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max()和min()同样要求元素可比较,对null值敏感——只要集合里有一个null,就可能抛NullPointerException(除非你用自定义Comparator显式处理null) -
frequency(Collection, Object)内部是遍历比对,时间复杂度 O(n),别在大集合里高频调用;它用equals()判等,注意自定义类是否重写了该方法 -
binarySearch()必须在**已排序**的List上使用,否则结果不可预测;返回负数不代表没找到,而是插入点位置的取反减1(即-(insertionPoint + 1)),别直接当false用
集合包装与安全性:unmodifiableXXX、synchronizedXXX
这两个系列方法返回的是“包装视图”,不是深拷贝,原始集合一变,包装后也跟着变:
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unmodifiableList(list)返回只读视图,但若原始list后续被修改,该视图内容也会变;且一旦尝试调用add()、set()等会抛UnsupportedOperationException——这是运行时检查,编译期不报错 -
synchronizedList(list)只保证单个方法调用线程安全,比如size()和随后的get(0)之间仍可能被其他线程修改,**不是线程安全的业务逻辑封装**;真要并发安全,优先考虑CopyOnWriteArrayList或ConcurrentHashMap - 所有
unmodifiableXXX方法对嵌套集合无效:比如unmodifiableList包了一层ArrayList,但里面每个String若是可变对象(如自定义类),仍可能被外部修改
填充、复制与循环位移:fill、copy、rotate
这几个属于“小而精”的工具,但参数陷阱多:
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fill(list, obj)把整个列表所有位置都设成同一个引用,如果obj是可变对象(比如new StringBuilder("a")),那所有元素指向同一实例,改一个就全改了 -
copy(dest, src)要求dest容量 ≥src.size(),否则抛IndexOutOfBoundsException;而且dest必须是已初始化的、有足够空间的列表(不能是空new ArrayList()) -
rotate(list, distance)是循环左移:正数向左,负数向右;比如[1,2,3,4,5]执行rotate(list, 2)变成[4,5,1,2,3];底层用三次反转实现,O(n) 时间但空间 O(1)
真正难的不是记住这些方法名,而是每次调用前下意识问一句:它操作的是原始引用还是副本?是否依赖当前状态(如已排序)?有没有隐式类型约束?——这些细节不确认,线上出问题时 debug 成本远高于手写几行 for 循环。










