Java retainAll() 详解

在 Java 中，retainAll() 是 Collection 接口（List、Set 等集合类实现该接口）的一种方法，用于保留集合中与指定集合交集的元素，删除其他所有元素。

以下是对 retainAll() 方法的详细讲解。

1. 方法定义

方法签名

boolean retainAll(Collection<?> c)

参数

• c：一个集合，用于指定要保留的元素。

返回值

• 返回一个 boolean 值：
  • true：如果集合内容因调用此方法而改变。
  • false：如果集合内容没有改变（即调用此方法前后集合中的元素相同）。

2. 功能描述

• retainAll() 方法会将调用该方法的集合（假设为 A）中的所有元素与参数集合（假设为 B）进行比较，保留两者交集的元素。
• 如果 A 中的元素不在 B 中，它们会被移除。
• 参数集合 B 不会被修改。

3. 使用示例

基本用法

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

public class RetainAllExample {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> list1 = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5));
        ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<>(Arrays.asList(3, 4, 5, 6, 7));

        // 保留 list1 和 list2 的交集
        list1.retainAll(list2);

        System.out.println(list1); // 输出：[3, 4, 5]
    }
}

返回值示例

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

public class RetainAllExample {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B", "C"));
        ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>(Arrays.asList("B", "C"));

        boolean isModified = list1.retainAll(list2);

        System.out.println(isModified); // 输出：true，因为 list1 发生了改变
        System.out.println(list1); // 输出：[B, C]
    }
}

4. 常见场景

场景 1：找出两个集合的交集

使用 retainAll() 可以快速找到两个集合的交集：

Set<Integer> set1 = new HashSet<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4));
Set<Integer> set2 = new HashSet<>(Arrays.asList(3, 4, 5, 6));

set1.retainAll(set2);

System.out.println(set1); // 输出：[3, 4]

场景 2：从集合中删除不需要的元素

通过与一个已知集合比较，保留需要的元素，其余元素被删除：

List<String> fruits = new ArrayList<>(Arrays.asList("Apple", "Banana", "Mango", "Orange"));
List<String> preferredFruits = Arrays.asList("Apple", "Orange");

fruits.retainAll(preferredFruits);

System.out.println(fruits); // 输出：[Apple, Orange]

5. 注意事项和常见问题

注意事项

1. 不支持 null 集合：

   • 如果参数集合为 null，调用 retainAll() 会抛出 NullPointerException。

     List<Integer> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3));
     list.retainAll(null); // 抛出 NullPointerException
     

2. 原集合会被修改：

   • 调用此方法后，原集合的内容会被更改，仅保留交集元素。

3. 参数集合不可修改：

   • retainAll() 不会修改参数集合。

常见问题

• 空交集：
  如果两个集合没有交集，则调用 retainAll() 后，原集合会变为空。

  List<Integer> list1 = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3));
  List<Integer> list2 = new ArrayList<>(Arrays.asList(4, 5, 6));
  
  list1.retainAll(list2);
  
  System.out.println(list1); // 输出：[]
  

• 顺序保留：
  如果使用 List（如 ArrayList），retainAll() 保留交集时，元素的顺序按照原集合的顺序。

  List<Integer> list1 = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4));
  List<Integer> list2 = new ArrayList<>(Arrays.asList(4, 3));
  
  list1.retainAll(list2);
  
  System.out.println(list1); // 输出：[3, 4]
  

6. 内部原理

执行流程

1. 遍历调用 retainAll() 的集合（如 list1）。
2. 对于每个元素，检查它是否存在于参数集合中（如 list2）。
3. 如果不存在，移除该元素。
4. 返回 true，如果至少有一个元素被移除；否则返回 false。

效率

• 取决于参数集合的类型：
  • 如果参数集合是一个 HashSet，retainAll() 的性能较好，因为 HashSet 提供了快速的查找操作（O(1)）。
  • 如果参数集合是一个 List，性能可能会较低，因为查找操作需要线性时间（O(n)）。

7. 与其他方法的区别

removeAll()

• 区别：removeAll() 是删除当前集合中与指定集合交集的元素，而 retainAll() 是保留交集元素。
• 示例：

  List<Integer> list1 = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4));
  List<Integer> list2 = new ArrayList<>(Arrays.asList(3, 4, 5));
  
  // removeAll 删除交集
  list1.removeAll(list2);
  System.out.println(list1); // 输出：[1, 2]
  
  // retainAll 保留交集
  list1 = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4));
  list1.retainAll(list2);
  System.out.println(list1); // 输出：[3, 4]
  

8. 总结

retainAll() 是操作集合的一个常用方法，能够帮助开发者快速进行集合间的交集操作。在使用时，需要注意原集合会被修改，因此在某些场景下可能需要备份原集合数据以避免数据丢失。