在Java中如何使用Collections.frequency统计元素频率_Java集合统计解析

Collections.frequency 只需集合实现 Iterable 且元素支持 equals 比较，内部遍历调用 Objects.equals；它不依赖哈希，故 HashSet 中仍为 O(n)，非 O(1)；可传 Map.values() 或 keySet()，但需注意泛型擦除与类型匹配。

为什么 Collections.frequency 只能用于 List 或支持 equals 的集合？

Collections.frequency 内部是遍历整个集合，对每个元素调用 Objects.equals(element, target) 比较。它不依赖哈希、不预处理、不缓存，所以只要集合实现了 Iterable（比如 ArrayList、LinkedList、HashSet、TreeSet）就能用——但性能差异极大。

常见误解是“只能用于 List”，其实不是。但要注意：HashSet 虽然能用，却完全浪费了它的 O(1) 查找优势；而对 ArrayList 这类线性结构，它就是最直接的遍历计数方式。

• 对 ArrayList：时间复杂度 O(n)，合理预期
• 对 HashSet：仍是 O(n)，而非 O(1) —— 因为它不走 contains，而是逐个 equals
• 对空集合或 null 元素：安全，Collections.frequency(null, x) 抛 NullPointerException，Collections.frequency(list, null) 可正常统计 null 出现次数

如何正确统计 Map 中 value 的频率？

Collections.frequency 不能直接传 Map，但可以传它的 values() 视图——因为 Collection 是合法参数类型。

注意：返回的是 Collection 视图，不是副本，所以修改原 Map 后再调用，结果会实时反映变化。

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Map scoreMap = new HashMap<>();
scoreMap.put("Alice", 95);
scoreMap.put("Bob", 87);
scoreMap.put("Charlie", 87);
scoreMap.put("Diana", 92);

int countOf87 = Collections.frequency(scoreMap.values(), 87); // 返回 2

• 如果想统计 key 的频率，需传 map.keySet()
• 若 value 是自定义对象，确保其重写了 equals 和 hashCode，否则比较永远为 false
• 不要传 map.entrySet() 并期望匹配 key 或 value——entry 是 Map.Entry 对象，必须传对应 entry 实例才能匹配

替代方案：什么时候不该用 Collections.frequency？

当需要**多次查询不同元素的频次**，或**原始集合很大且只查几次**时，Collections.frequency 就成了性能陷阱——每次调用都全量扫描。

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更优做法是预构建频次映射：

List words = Arrays.asList("apple", "banana", "apple", "cherry", "banana", "apple");
Map freqMap = new HashMap<>();
for (String word : words) {
    freqMap.put(word, freqMap.getOrDefault(word, 0) + 1);
}
// 后续 O(1) 查询：freqMap.get("apple") → 3

• 单次查询：用 Collections.frequency 更简洁，无额外空间开销
• 多次查询：预建 HashMap 或用 Stream.collect(Collectors.groupingBy(..., Collectors.counting()))
• 并发场景：Collections.frequency 是纯函数式、无状态的，线程安全；但预建的 Map 若共享，需用 ConcurrentHashMap

Collections.frequency 在泛型擦除下的实际行为

Java 泛型在运行时被擦除，Collections.frequency 签名是 public static int frequency(Collection> c, Object o)，所以它根本不管泛型类型，只认运行时对象引用和 equals 逻辑。

这意味着：

• 向 List 传入 Long 值（如 Collections.frequency(intList, 1L)）永远返回 0，因为 Integer.equals(Long) 为 false
• 向 List 传入 StringBuilder，即使内容相同，也返回 0（String.equals(StringBuilder) 是 false）
• 数组不行：int[]、String[] 不是 Collection，必须先转成 List（如 Arrays.asList(arr)），但注意基本类型数组会变成单元素列表（Arrays.asList(new int[]{1,2}) → 列表含一个 int[] 对象）

真正容易被忽略的，是类型匹配的隐式失败——它不报错，只安静地返回 0。