Commons Collections，一款很酷的Java工具库

最新推荐文章于 2025-03-12 15:45:05 发布

黑马聊AI

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分类专栏： Java编程文章标签： java 开发语言

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在 Java 开发过程中，我们经常会遇到需要处理复杂集合数据结构的需求。这时，一个功能强大且灵活的集合库就显得尤为重要。今天，我们将为大家介绍一款优秀的 Java 集合库——Apache Commons Collections（以下简称 Commons Collections），它为 Java 的标准集合框架提供了许多扩展。

Commons Collections 是什么

Apache Commons Collections 是一个开源项目，它为 Java 的集合框架提供了一系列额外的集合类和算法。这些类和算法在 Java 的标准集合框架的基础上进行了扩展，使得开发者在处理集合数据时可以更加灵活和高效。Commons Collections 提供了各种强大的集合接口和实现，如有序集合、队列、堆等，以及一些高级算法，如过滤、转换等。这些功能可以帮助开发者轻松地解决各种集合相关的编程问题。

如何引入 commons-collections

对于 Java 开发者来说，引入第三方库是日常开发中不可或缺的一环。Commons-collections 作为 Apache 开源组织提供的一个 Java 集合框架的扩展库，能够为开发者提供许多便捷的集合操作工具。下面我们将介绍如何在项目中安装和引入 commons-collections。

Maven 项目中引入 commons-collections

如果你正在使用 Maven 管理项目的依赖，那么你可以通过在项目的 pom.xml 文件中添加相应的依赖项来引入 commons-collections。下面是一个典型的依赖配置示例：

<dependencies>
    <!-- 其他依赖 -->

    <!-- 添加 commons-collections 依赖 -->
    <dependency>
        <groupId>org.apache.commons</groupId>
        <artifactId>commons-collections4</artifactId>
        <version>4.4</version> <!-- 请使用最新的版本号替换此处 -->
    </dependency>

    <!-- 其他依赖 -->
</dependencies>

在上述代码中，<groupId> 和 <artifactId> 分别表示组织 ID 和项目 ID，<version> 则是你希望使用的 commons-collections 的版本号。在实际操作中，你应该查找最新的稳定版本号来替换示例中的 4.4。

非 Maven 项目中引入 commons-collections

如果你不使用 Maven 来管理项目依赖，那么你可以手动下载 commons-collections 的 jar 包，并将其添加到项目的类路径中。这通常涉及到以下几个步骤：

访问 Apache Commons Collections 的官方网站或者其他可信任的资源站点，下载最新版本的 commons-collections jar 包。
将下载的 jar 包复制到你的项目文件夹中。
如果你使用的是 IDE（如 IntelliJ IDEA、Eclipse 等），你需要将 jar 包添加到 IDE 的项目构建路径中。
在代码中，通过 import 语句引入所需的 commons-collections 类和接口。

请注意，引入类库时确保版本的一致性，避免因为版本不兼容导致的运行时错误。

以上便是引入 commons-collections 到 Java 项目的两种主要方式。无论你使用哪种方式，目的都是为了利用 commons-collections 提供的强大功能，简化集合操作，提高开发效率。下一节我们将通过一些示例来展示如何使用 commons-collections。

commons-collections 使用示例

1. 示例：使用Bag实现购物车

购物车是一个典型的“多对一”关系，顾客可以选购多个商品，每个商品可以被多个顾客选购。这里我们使用Bag来实现购物车。

import org.apache.commons.collections4.Bag;
import org.apache.commons.collections4.bidimap.DualHashBidirectionalMap;

public class ShoppingCartExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个商品列表
        Bag<String> products = new Bag<>();
        products.add("苹果");
        products.add("香蕉");
        products.add("橘子");

        // 创建一个购物车
        Bag<String> shoppingCart = new Bag<>();

        // 模拟顾客选购商品
        shoppingCart.addAll(products);

        // 输出购物车中的商品
        System.out.println("购物车中的商品：" + shoppingCart);
    }
}

这里我们使用了Bag来存储购物车中的商品。Bag是无序的，而且允许重复元素。

2. 示例：使用Queue实现任务队列

在日常工作中，我们经常需要处理一些任务，这些任务可以采用队列来进行管理。这里我们使用Queue来实现任务队列。

import org.apache.commons.collections4.queue.CircularFifoQueue;

public class TaskQueueExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个容量为10的任务队列
        CircularFifoQueue<String> taskQueue = new CircularFifoQueue<>(10);

        // 添加任务到队列
        taskQueue.add("任务1");
        taskQueue.add("任务2");
        taskQueue.add("任务3");

        // 取出并处理任务
        while (!taskQueue.isEmpty()) {
            String task = taskQueue.remove();
            System.out.println("处理任务：" + task);
        }
    }
}

这里我们使用了CircularFifoQueue来模拟任务队列。CircularFifoQueue是有序的，而且允许重复元素。

3. 示例：使用Multiset实现统计词频

在文本处理中，我们经常需要统计词频。这里我们使用Multiset来实现词频统计。

import org.apache.commons.collections4.Multiset;
import org.apache.commons.collections4.multiset.HashMultiset;

public class WordFrequencyExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个单词列表
        Multiset<String> words = HashMultiset.create();
        words.add("hello");
        words.add("world");
        words.add("hello");

        // 输出单词及其频率
        for (Multiset.Entry<String> entry : words.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getElement() + ": " + entry.getCount());
        }
    }
}

这里我们使用了HashMultiset来存储单词及其出现的次数。HashMultiset是无序的，而且允许重复元素。

4. 示例：使用OrderedMap实现有序字典

在处理键值对数据时，我们可能需要保持键值对的顺序。这里我们使用OrderedMap来实现有序字典。

import org.apache.commons.collections4.bidimap.OrderedBidiMap;
import org.apache.commons.collections4.bidimap.DualHashBidirectionalMap;

public class OrderedDictionaryExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个有序字典
        OrderedBidiMap<String, String> dictionary = new DualHashBidirectionalMap<>();

        // 向字典中添加键值对
        dictionary.put("语文", "杜甫");
        dictionary.put("数学", "欧拉");
        dictionary.put("英语", "牛顿");

        // 按照键的顺序输出字典
        for (String key : dictionary.keySet()) {
            System.out.println(key + ": " + dictionary.get(key));
        }
    }
}

这里我们使用了DualHashBidirectionalMap来存储键值对，并通过OrderedBidiMap来保持键值对的顺序。

以上只是commons-collections中的一些常用数据结构的简单使用示例，实际上commons-collections为我们提供了非常丰富和强大的集合操作工具，值得我们深入学习和掌握。

应用场景

** Commons Collections 在实际开发中的应用 **

在 Java 开发中，Commons Collections 是用于解决集合框架中不满足的一些需求的利器。它提供了许多扩展的集合实现，比如更高级的映射、列表和队列。接下来，我们将探讨几个常见的应用场景，并通过示例代码来展示其用法。

1. 使用 `BidiMap` 实现双向映射

在需要维护两个对象间相互映射关系时，可以使用 BidiMap 类。例如，在数据库中，行与列的映射通常就是双向的。

import org.apache.commons.collections4.bidimap.DualHashBidiMap;

public class BidiMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        DualHashBidiMap<String, String> bidiMap = new DualHashBidiMap<>();
        bidiMap.put("One", "1");
        bidiMap.put("Two", "2");

        // 获取正向映射
        System.out.println("One -> " + bidiMap.get("One")); // 输出: 1
        // 获取反向映射
        System.out.println("1 -> " + bidiMap.inverseBidiMap().get("1")); // 输出: One
    }
}

2. 使用 `Queue` 实现延迟处理

BlockingQueue 可以用于实现生产者-消费者模型，并支持阻塞操作，这对于延迟处理任务特别有用。

import org.apache.commons.collections4.queue.CircularFifoQueue;

public class QueueExample {
    public static void main(String[] args) {
        CircularFifoQueue<Integer> queue = new CircularFifoQueue<>(10);
        // 生产者线程将元素放入队列
        new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 50; i++) {
                queue.offer(i);
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }).start();

        // 消费者线程从队列中取出元素
        new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 50; i++) {
                try {
                    Thread.sleep(200);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(queue.poll());
            }
        }).start();
    }
}

3. 使用 `OrderedMap` 维护顺序

当需要保持键值对的插入顺序时，可以使用 OrderedMap。这在需要按特定顺序遍历集合的场景中非常有用。

import org.apache.commons.collections4.map.LinkedMap;

public class OrderedMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedMap<String, String> orderedMap = new LinkedMap<>();
        orderedMap.put("Three", "3");
        orderedMap.put("Four", "4");
        orderedMap.put("One", "1");

        // 按插入顺序遍历键
        for (String key : orderedMap.keySet()) {
            System.out.println(key);
        }
    }
}

4. 使用 `TransformationMap` 动态转换映射

当需要根据现有映射创建一个新的映射，并且映射关系需要动态转换时，可以使用 TransformationMap。

import org.apache.commons.collections4.TransformationMap;

public class TransformationMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        TransformationMap<Integer, String> transformationMap = new TransformationMap<>();
        Map<Integer, String> originalMap = new HashMap<>();
        originalMap.put(1, "One");
        originalMap.put(2, "Two");
        transformationMap.putAll(originalMap);

        // 转换映射，将字符串转换为大写
        transformationMap.setTransformer(String.class, str -> str.toUpperCase());

        // 访问转换后的映射
        System.out.println(transformationMap.get(1)); // 输出: ONE
    }
}

5. 使用 `SynchronizedCollection` 保证线程安全

在多线程环境中，使用 SynchronizedCollection 可以保证集合操作的原子性，避免并发修改时出现冲突。

import org.apache.commons.collections4.collection.SynchronizedCollection;

public class SynchronizedCollectionExample {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> synchronizedSet = new SynchronizedCollection<>(new HashSet<>());
        // 添加元素
        synchronizedSet.add("Element");
        // 在多线程环境下，对 synchronizedSet 的访问需要同步
        synchronized (synchronizedSet) {
            // 处理集合
        }
    }
}

通过以上几个示例，我们可以看到 Commons Collections 提供了一系列有用的工具，用于解决集合操作中的常见问题。使用这些工具，程序员可以提高代码的效率和质量，同时避免重复造轮子。

总结

在这篇文章中，我们介绍了 Apache Commons Collections（简称 Commons Collections），它是 Java 中一个功能强大且灵活的集合框架，提供了许多扩展的集合实现，这些实现可以极大地丰富我们的编程选择并提高开发效率。通过引入 Commons Collections，我们可以轻松地利用其提供的各种数据结构和算法，从而避免在项目中重新发明轮子。

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