一、Collections類

? ? ?java.util.Collections 類是 Java 集合框架中的一個工具類，提供了一系列靜態方法來操作和處理各種類型的集合。這些方法簡化了對集合進行排序、查找、同步控制、創建只讀集合等常見操作的過程。

二、常用方法

方法類別?	?方法簽名?	?功能?	?需求/約束?	?算法/返回值?
?排序?	sort(List<T> list)	對列表元素按自然順序升序排序	元素必須實現?Comparable?接口	歸并排序或 TimSort
	sort(List<T> list, Comparator<? super T> c)	按自定義比較器排序	需提供?Comparator?對象	同上
?查找?	binarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list, T key)	二分查找元素	列表必須已按自然順序排序	找到返回索引；未找到返回?-(插入點) - 1
	binarySearch(List<? extends T> list, T key, Comparator<? super T> c)	使用自定義比較器二分查找	列表必須按比較器規則排序	同上
?最大值/最小值?	max(Collection<? extends T> coll)	返回集合中的最大元素	元素實現?Comparable?接口	-
	min(Collection<? extends T> coll)	返回集合中的最小元素	同上	-
	max(Collection<? extends T> coll, Comparator<? super T> comp)	使用比較器返回最大元素	需提供?Comparator	-
	min(Collection<? extends T> coll, Comparator<? super T> comp)	使用比較器返回最小元素	同上	-
?反轉?	reverse(List<?> list)	反轉列表元素順序	-	-
?隨機排序?	shuffle(List<?> list)	隨機打亂列表順序	-	默認使用?Random?類
	shuffle(List<?> list, Random rnd)	使用指定隨機源打亂順序	需提供?Random?對象	-
?填充?	fill(List<? super T> list, T obj)	用指定對象填充列表所有元素	目標列表長度不變	-
?復制?	copy(List<? super T> dest, List<? extends T> src)	將源列表元素復制到目標列表	目標列表長度 ≥ 源列表長度	直接覆蓋目標列表元素
?交換?	swap(List<?> list, int i, int j)	交換列表中兩個索引位置的元素	i?和?j?必須在列表有效范圍內	-

三、綜合應用

1、操作學生信息如下：

1. 創建學生列表
2. 添加學生
3. 打印原始學生列表
4. 對學生列表進行排序（按年齡升序）
5. 查找年齡最大的學生
6. 查找年齡最小的學生
7. 反轉學生列表
8. 替換年齡最小的學生的信息
9. 填充學生列表
10. 復制學生列表
11. 交換兩個學生的位置
12. 旋轉學生列表
13. 隨機打亂學生列表
14. 使用二分查找查找特定學生（按年齡排序后，但示例中查找的年齡與注釋不匹配）

2、編碼

? ?Student類

public class Student {private String id;private String name;private int age;public Student(String id, String name, int age) {this.id = id;this.name = name;this.age = age;}// Getters 和 Setterspublic String getId() {return id;}public void setId(String id) {this.id = id;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Student{id='" + id + "', name='" + name + "', age=" + age + "}";}}

StudentManager類

public class StudentManager {public static void main(String[] args) {// 創建學生列表List<Student> students = new ArrayList<>();// 添加學生students.add(new Student("001", "Alice", 22));students.add(new Student("002", "Bob", 25));students.add(new Student("003", "Charlie", 23));students.add(new Student("004", "Diana", 21));// 打印原始學生列表System.out.println("原始數據:");for (Student student : students) {System.out.println(student);}// 對學生列表進行排序（按年齡升序）Collections.sort(students, Comparator.comparing(Student::getAge));System.out.println("\n按年齡升序:");for (Student student : students) {System.out.println(student);}// 查找年齡最大的學生Student oldestStudent = Collections.max(students, Comparator.comparing(Student::getAge));System.out.println("\n年齡最大的學生:");System.out.println(oldestStudent);// 查找年齡最小的學生Student youngestStudent = Collections.min(students, Comparator.comparing(Student::getAge));System.out.println("\n年齡最小的學生:");System.out.println(youngestStudent);// 反轉學生列表Collections.reverse(students);System.out.println("\n反轉:");for (Student student : students) {System.out.println(student);}// 替換年齡最小的學生的信息（例如，替換為另一個學生）Collections.replaceAll(students, youngestStudent, new Student("005", "Eve", 20));System.out.println("\n替換:");for (Student student : students) {System.out.println(student);}// 填充學生列表（用特定學生填充）Collections.fill(students, new Student("006", "Fiona", 24));System.out.println("\n填充:");for (Student student : students) {System.out.println(student);}// 復制學生列表List<Student> copiedStudents = new ArrayList<>(students);Collections.copy(copiedStudents, students);System.out.println("\n復制:");for (Student student : copiedStudents) {System.out.println(student);}// 交換兩個學生的位置,例如，將第一個和最后一個學生交換位置Collections.swap(students, 0, students.size() - 1);System.out.println("\n交換:");for (Student student : students) {System.out.println(student);}// 旋轉學生列表,例如，將列表向右旋轉2個位置Collections.rotate(students, 2);System.out.println("\n旋轉:");for (Student student : students) {System.out.println(student);}// 隨機打亂學生列表Collections.shuffle(students);System.out.println("\n隨機打亂:");for (Student student : students) {System.out.println(student);}// 使用二分查找查找特定學生（按年齡排序后）
//        Student targetStudent = new Student("000", "Non-existent", 21); // 假設要查找年齡為21的學生Student targetStudent = new Student("000", "Non-existent", 27); // 假設要查找年齡為27的學生int index = Collections.binarySearch(students, targetStudent, Comparator.comparing(Student::getAge));if (index >= 0) {System.out.println("\n年齡是21的學生索引: " + index);System.out.println(students.get(index));} else {System.out.println("\n沒有找到年齡是21的學生索引: " + (-index - 1));}}
}

3、效果

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四、總結

? ? ? Collections 類提供的方法大大簡化了對集合的操作，通過合理的選擇和使用這些方法，可以高效地實現各種集合處理邏輯。需要注意的是，某些方法（如排序和二分查找）對集合的狀態（如排序狀態）有要求，使用時需要確保滿足這些要求，以避免異常或錯誤的結果。

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