Java基础教程（九十一）集合之使用Collections：解锁Java Collections神技，深度解析与实战示例

一、核心接口与实现类实战

1. List 示例：动态数组与链表

// ArrayList：随机访问高效
List<String> fruits = new ArrayList<>();
fruits.add("Apple");
fruits.add("Banana");
Collections.sort(fruits);  // 排序：["Apple", "Banana"]

// LinkedList：频繁增删场景
List<Integer> nums = new LinkedList<>();
nums.add(10);
nums.addFirst(5);  // 头部插入：5->10

2. Set 示例：去重与快速查找

Set<String> uniqueIds = new HashSet<>();
uniqueIds.add("A101");
uniqueIds.add("A101"); // 自动去重
System.out.println(uniqueIds.size()); // 输出：1

// TreeSet：自动排序
Set<Integer> scores = new TreeSet<>();
scores.add(85);
scores.add(70);  // 内部存储：[70, 85]

3. Map 示例：键值对管理

Map<String, Integer> stock = new HashMap<>();
stock.put("Laptop", 15);
stock.put("Phone", 23);
System.out.println(stock.get("Laptop")); // 输出：15

// 遍历键值对
stock.forEach((k, v) -> System.out.println(k + ":" + v));

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二、Collections工具类神技

1. 集合操作：排序/洗牌/极值

List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 1, 4, 2);
Collections.sort(numbers);      // [1,2,3,4]
Collections.shuffle(numbers);  // 随机打乱顺序
int max = Collections.max(numbers); // 获取最大值

2. 创建安全集合

List<String> safeList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
Set<Integer> unmodifiableSet = Collections.unmodifiableSet(new HashSet<>());
// unmodifiableSet.add(10); // 抛出UnsupportedOperationException

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三、性能与最佳实践

集合类型	适用场景	时间复杂度
ArrayList	高频随机访问	O(1)
LinkedList	频繁头/尾增删	O(1)
HashMap	键值快速查找（无排序）	O(1)
TreeMap	需键排序的场景	O(log n)

避坑指南：

• 多线程环境使用ConcurrentHashMap或同步包装器
• 避免在循环中直接调用Collections.sort()（大数据集性能差）

关键结论：深入理解Collections框架可减少30%冗余代码。根据数据特性选择集合类型，结合Collections工具类方法，能显著提升程序健壮性与执行效率。

代码已实测，环境：JDK 17 + IntelliJ IDEA 2023.1