概述
Apache Commons Collections (v4+) 提供豐富的函數式編程組件，讓 Java 集合操作更聲明式、可組合。本文系統講解核心接口與實戰模式。
一、Predicate 斷言：封裝條件判斷
Predicate 代表 boolean test(T)，替代 if-else 鏈。
內置斷言工廠
// 相等判斷
Predicate eq = EqualPredicate.equalPredicate("liguodong");
// 或 new EqualPredicate<>("liguodong")
// 非空判斷
Predicate notNull = NotNullPredicate.INSTANCE;
// 唯一性判斷（配合 PredicatedList）
Predicate unique = UniquePredicate.uniquePredicate();
// 組合斷言
Predicate all = PredicateUtils.allPredicate(p1, p2, p3); // AND
Predicate any = PredicateUtils.anyPredicate(p1, p2); // OR
Predicate one = PredicateUtils.onePredicate(p1, p2); // XOR
Predicate not = PredicateUtils.negatePredicate(p); // NOT
自定義斷言
Predicate len5to20 = obj -> obj.length() >= 5 && obj.length() <= 20;
// Java 8+ Lambda 极简
// 兼容舊版：new Predicate<>() { public boolean evaluate(String o) { ... } }
應用：驗證集合元素
List list = PredicatedList.predicatedList(new ArrayList<>(), allPredicate(notNull, len5to20));
list.add("liguodong"); // ✅
// list.add(null); // ❌ NPE
// list.add("byby"); // ❌ IAE (長度不足)
二、Transformer 類型轉換
Transformer 代表 O transform(I)，配合 CollectionUtils.collect 實現映射。
內置類型轉換
// Long (時間戳) → String (格式化日期)
Transformer ts2str = input ->
new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日").format(input);
List timestamps = Arrays.asList(99999999L, 30000L);
Collection dates = CollectionUtils.collect(timestamps, ts2str);
條件轉換：SwitchTransformer
// 員工 → 等級標籤
Predicate lowSal = e -> e.getSalary() <= 10000;
Predicate highSal = e -> e.getSalary() > 10000;
Transformer toLow = e -> new Level(e.getName(), "低薪");
Transformer toHigh = e -> new Level(e.getName(), "高薪");
Transformer switchTrans = new SwitchTransformer<>(
new Predicate[]{lowSal, highSal},
new Transformer[]{toLow, toHigh},
null // 默認轉換器
);
Collection levels = CollectionUtils.collect(employees, switchTrans);
三、Closure 閉包：封裝業務動作
Closure 代表 void execute(T)，配合 CollectionUtils.forAllDo 批量執行。
基本操作
Closure raise20 = e -> e.setSalary(e.getSalary() * 1.2);
CollectionUtils.forAllDo(empList, raise20);
條件執行：IfClosure
// 打折商品 9 折，否則滿百減 20
Predicate discounted = Goods::isDiscount;
Closure doDiscount = g -> g.setPrice(g.getPrice() * 0.9);
Closure doSubtract = g -> { if (g.getPrice() >= 100) g.setPrice(g.getPrice() - 20); };
Closure ifClo = IfClosure.ifClosure(discounted, doDiscount, doSubtract);
CollectionUtils.forAllDo(goodsList, ifClo);
循環執行：WhileClosure
// 確保所有員工薪資 ≥ 10000，每次漲 20%
Predicate below10k = e -> e.getSalary() < 10000;
Closure raise = e -> e.setSalary(e.getSalary() * 1.2);
Closure whileClo = WhileClosure.whileClosure(below10k, raise, false); // false=先判斷
CollectionUtils.forAllDo(empList, whileClo);
鏈式執行：ChainedClosure
// 先打 9 折，再滿百減 20
Closure chain = ChainedClosure.chainedClosure(doDiscount, doSubtract);
CollectionUtils.forAllDo(goodsList, chain);
四、集合運算
Set s1 = new HashSet<>(Arrays.asList(1,2,3));
Set s2 = new HashSet<>(Arrays.asList(2,3,4));
Collection union = CollectionUtils.union(s1, s2); // 1 2 3 4
Collection inter = CollectionUtils.intersection(s1, s2); // 2 3
Collection diff = CollectionUtils.subtract(s1, s2); // 1
五、特殊隊列
循環隊列 CircularFifoQueue
CircularFifoQueue q = new CircularFifoQueue<>(2); // 固定容量 2
q.add("a"); q.add("b"); q.add("c"); q.add("d"); // 只保留 c, d
只讀隊列 UnmodifiableQueue
Queue ro = UnmodifiableQueue.unmodifiableQueue(q);
// ro.add("x"); // ❌ UnsupportedOperationException
斷言隊列 PredicatedQueue
Queue checked = PredicatedQueue.predicatedQueue(q, NotNullPredicate.INSTANCE);
// checked.add(null); // ❌ IllegalArgumentException
六、迭代器擴展
迭代器 功能 示例 MapIterator 高效遍歷 Map，避免 keySet 開銷 IterableMap m = new HashedMap<>(); MapIterator it = m.mapIterator(); UniqueFilterIterator 去重遍歷 new UniqueFilterIterator<>(list.iterator())FilterIterator 自定義過濾 new FilterIterator(it, obj -> isPalindrome(obj))LoopingIterator 循環遍歷 new LoopingIterator<>(list) 可無限循環ArrayListIterator 數組/列表切片遍歷 new ArrayListIterator<>(arr, 1, 3) 遍歷索引 1~3
七、雙向 Map (BidiMap)
鍵值雙向唯一，支持 inverseBidiMap() 反轉。
BidiMap map = new DualHashBidiMap<>(); // 無序
map.put("bj", "bj@test.com");
map.inverseBidiMap().get("bj@test.com"); // → "bj"
BidiMap sorted = new DualTreeBidiMap<>(); // 有序（按鍵/值排序）
八、Bag (多重集)
允許重複元素，統計計數。
Bag bag = new TreeBag<>(); // 有序
bag.add("a", 5); // 添加 5 個 a
bag.remove("a", 2); // 移除 2 個
bag.getCount("a"); // → 3
bag.uniqueSet(); // → 不重複元素集合
詞頻統計實例
String text = "this is a cat and that is a mice where is the food";
Bag bag = new TreeBag<>(Arrays.asList(text.split(" ")));
bag.uniqueSet().forEach(w -> System.out.println(w + "->" + bag.getCount(w)));
Maven 依賴
<dependency>
<groupId>org.apache.commons</groupId>
<artifactId>commons-collections4</groupId>
<version>4.4</version>
</dependency>
總結
Commons Collections 將「判斷、轉換、動作」標準化為 Predicate/Transformer/Closure，配合集合工具類實現聲明式數據處理。Java 8+ Stream API 雖覆蓋大部分場景，但 Commons Collections 在可復用組件組合、舊版本兼容、特殊數據結構 (BidiMap, Bag, CircularFifoQueue) 方面仍有獨特價值。
