Collections 工具类常用方法

面试官问："Collections 和 Collection 有什么区别？"

候选人小周答："Collection 是接口，Collections 是工具类。"

面试官追问："那你用过 Collections 的哪些方法？"

小周说："呃... Collections.sort() 排序... Collections.reverse() 反转..."

面试官继续问："二分查找用什么方法？对线程安全集合呢？"

小周彻底答不上来了。

【面试官心理】这道题考查的是候选人对 Java 标准库的掌握程度。Collections 是开发中离不开的工具类，但很多人只用过排序和反转，其他方法都不熟悉。

一、Collections vs Collection

名称	类型	说明
Collection	接口	Java 集合框架的根接口之一
Collections	工具类	所有方法都是 static，操作 Collection 对象

二、排序与查找 🔴

2.1 排序 `sort()`

List<Integer> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(5, 2, 8, 1, 9));
Collections.sort(list);
// [1, 2, 5, 8, 9]

2.2 二分查找 `binarySearch()`（必须先排序！）

List<Integer> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 3, 5, 7, 9));
Collections.sort(list);

int index = Collections.binarySearch(list, 5);  // 2
int index2 = Collections.binarySearch(list, 4); // 负数（未找到）

2.3 反转 `reverse()`

List<Integer> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5));
Collections.reverse(list);
// [5, 4, 3, 2, 1]

2.4 洗牌 `shuffle()`

List<Integer> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5));
Collections.shuffle(list);
// 随机打乱顺序

三、批量操作 🔴

3.1 批量赋值 `fill()`

List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("a", "b", "c"));
Collections.fill(list, "x");
// ["x", "x", "x"]

3.2 批量复制 `copy()`

List<String> source = Arrays.asList("a", "b", "c");
List<String> dest = new ArrayList<>(Arrays.asList("x", "y", "z"));
Collections.copy(dest, source);
// dest 变成 ["a", "b", "c"]

3.3 批量交换 `swap()`

List<Integer> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5));
Collections.swap(list, 0, 4);
// [5, 2, 3, 4, 1]

四、极值与统计 🟡

List<Integer> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(3, 1, 4, 1, 5, 9));

int max = Collections.max(list);  // 9
int min = Collections.min(list);  // 1

五、线程安全封装 🔴

5.1 同步集合 `synchronizedXXX()`

List<String> list = new ArrayList<>();
List<String> safeList = Collections.synchronizedList(list);

Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
Map<String, Integer> safeMap = Collections.synchronizedMap(map);

⚠️

Collections.synchronizedList() 返回的集合在遍历时必须手动加锁：

synchronized(safeList) {
    for (String s : safeList) {
        System.out.println(s);
    }
}

5.2 不可变集合

List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("a", "b", "c"));
List<String> unmodifiable = Collections.unmodifiableList(list);
// 任何修改操作都会抛 UnsupportedOperationException

5.3 单元素集合

Set<String> singleton = Collections.singleton("only");
Map<String, Integer> singletonMap = Collections.singletonMap("key", 1);

六、方法速查表

方法	用途
`sort()`	排序
`binarySearch()`	二分查找
`reverse()`	反转顺序
`shuffle()`	随机打乱
`fill()`	批量赋值
`copy()`	批量复制
`swap()`	交换元素
`max()` / `min()`	极值
`synchronizedList()`	线程安全封装
`unmodifiableList()`	不可变封装
`singletonXXX()`	单元素集合

七、面试官追问 🔴

面试官："Collections.sort() 和 Arrays.sort() 有什么区别？"

标准回答：

Collections.sort() 操作 List
Arrays.sort() 操作数组
底层最终都调用了 TimSort.sort() 或 Dual-Pivot Quicksort

面试官追问："Collections.binarySearch() 查找一个没排序的 list 会怎样？"

标准回答：结果是未定义的，可能找到错误的位置或者返回负数。

#Collections 工具类常用方法

#一、Collections vs Collection

#二、排序与查找 🔴

#2.1 排序 sort()

#2.2 二分查找 binarySearch()（必须先排序！）

#2.3 反转 reverse()

#2.4 洗牌 shuffle()

#三、批量操作 🔴

#3.1 批量赋值 fill()

#3.2 批量复制 copy()

#3.3 批量交换 swap()

#四、极值与统计 🟡

#五、线程安全封装 🔴

#5.1 同步集合 synchronizedXXX()

#5.2 不可变集合

#5.3 单元素集合

#六、方法速查表

#七、面试官追问 🔴