Collection接口和Collections类的主要区别是什么？

八股文_Java集合面试题 0 288

参考回答

Collection 是一个接口，定义了 Java 集合框架中最基本的集合操作，例如增删改查等方法。
Collections 是一个工具类，包含一组静态方法，用于对集合进行操作，如排序、搜索、线程安全化等。

核心区别：

Collection 是接口，提供集合的规范，比如 add()、remove() 等方法。
Collections 是工具类，提供静态方法，用于操作或辅助处理集合，如 sort()、reverse() 等。

详细讲解与拓展

1. Collection 接口

Collection 是 Java 集合框架的根接口之一，提供集合的基本操作。它有许多子接口和实现类，比如 List、Set、Queue。
主要方法：
- boolean add(E e): 向集合中添加元素。
- boolean remove(Object o): 从集合中移除指定元素。
- boolean contains(Object o): 检查集合中是否包含某个元素。
- int size(): 返回集合中的元素个数。
- Iterator<E> iterator(): 返回集合的迭代器。

示例代码：

Collection<String> collection = new ArrayList<>();
collection.add("A");
collection.add("B");
System.out.println(collection.size()); // 输出：2
System.out.println(collection.contains("A")); // 输出：true
collection.remove("A");
System.out.println(collection); // 输出：[B]

2. Collections 工具类

Collections 是一个实用工具类，提供了一系列静态方法来操作或增强集合的功能。
常用方法：
- 排序：Collections.sort(List<T> list)，对 List 进行自然排序。
- 查找：Collections.binarySearch(List<T> list, T key)，在排序后的 List 中进行二分查找。
- 反转：Collections.reverse(List<?> list)，反转列表中的元素顺序。
- 同步化：Collections.synchronizedList(List<T> list)，将集合转换为线程安全的版本。
- 不可修改集合：Collections.unmodifiableList(List<? extends T> list)，返回不可修改的集合。

示例代码：

List<Integer> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(3, 1, 4, 1, 5));
Collections.sort(list); // 排序
System.out.println(list); // 输出：[1, 1, 3, 4, 5]

Collections.reverse(list); // 反转
System.out.println(list); // 输出：[5, 4, 3, 1, 1]

int index = Collections.binarySearch(list, 4); // 查找元素 4 的位置
System.out.println(index); // 输出：1

3. 核心区别总结

区别点	Collection 接口	Collections 工具类
性质	接口	工具类
功能	定义集合的基本操作规范	提供静态方法操作集合，如排序、查找、线程安全化等
实现/用途	由实现类（如 `ArrayList`、`HashSet`）来实现具体功能	直接使用静态方法对集合进行辅助处理
实例化	不能直接实例化	不需要实例化，直接调用静态方法

4. 拓展知识

线程安全集合的创建： Collections 提供了线程安全集合的包装方法：

List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
Set<String> set = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());
Map<String, String> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());

不可修改集合的创建：使用 Collections.unmodifiableXXX 可以创建只读集合：

List<String> list = Collections.unmodifiableList(Arrays.asList("A", "B"));
list.add("C"); // 会抛出 UnsupportedOperationException

与 Arrays 工具类的比较： Arrays 提供针对数组的静态方法，而 Collections 提供针对集合的静态方法。两者功能类似但操作对象不同。