Collection与Collections有什么区别

**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！**

@[TOC]
# 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。

***

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：

## 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：

**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)。

## 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<T> list)方法用于对List集合进行**升序排序**，例如：

```java
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<T> list)方法用于对List集合进行**反转排序**，例如：

```java
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<T> list)方法用于对List集合进行**随机排序**，例如：

```java
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**：

```java
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<T> 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：

```java
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：

```java
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<T> c)** 方法用于将指定集合转换为线程安全的集合，例如：