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    2019-05-17 18:01:05
    JAVA集合面试题 Java集合框架为Java编程语言的基础 1.Java集合框架是什么?说出一些集合框架的优点? 每种编程语言中都有集合,最初的Java版本包含几种集合类:Vector、Stack、HashTable和Array。 随着集合的广泛...

    JAVA集合面试题

    Java集合框架为Java编程语言的基础

    1.Java集合框架是什么?说出一些集合框架的优点?

    每种编程语言中都有集合,最初的Java版本包含几种集合类:Vector、Stack、HashTable和Array。
    随着集合的广泛使用,Java1.2提出了囊括所有集合接口、实现和算法的集合框架。在保证线程安全的情况
    下使用泛型和并发集合类,Java已经经历了很久。它还包括在Java并发包中,阻塞接口以及它们的实现。
    集合框架的部分优点如下:
    

    (1)使用核心集合类降低开发成本,而非实现我们自己的集合类。

    (2)随着使用经过严格测试的集合框架类,代码质量会得到提高。

    (3)通过使用JDK附带的集合类,可以降低代码维护成本。

    (4)复用性和可操作性。

    2.集合框架中的泛型有什么优点?

    Java1.5引入了泛型,所有的集合接口和实现都大量地使用它。泛型允许我们为集合提供一个可以容纳的对象类型,
    因此,如果你添加其它类型的任何元素,它会在编译时报错。这避免了在运行时出现ClassCastException,
    因为你将会在编译时得到报错信息。泛型也使得代码整洁,我们不需要使用显式转换和instanceOf操作符。
    它也给运行时带来好处,因为不会产生类型检查的字节码指令。
    

    3.Java集合框架的基础接口有哪些?

    Collection为集合层级的根接口。一个集合代表一组对象,这些对象即为它的元素。
    Java平台不提供这个接口任何直接的实现。
    
    Set是一个不能包含重复元素的集合。这个接口对数学集合抽象进行建模,被用来代表集合,就如一副牌。
    
    List是一个有序集合,可以包含重复元素。你可以通过它的索引来访问任何元素。List更像长度动态变换的数组。
    
    Map是一个将key映射到value的对象.一个Map不能包含重复的key:每个key最多只能映射一个value。
    
    一些其它的接口有Queue、Dequeue、SortedSet、SortedMap和ListIterator。
    

    4.为何Collection不从Cloneable和Serializable接口继承?

    Collection接口指定一组对象,对象即为它的元素。如何维护这些元素由Collection的具体实现决定。
    例如,一些如List的Collection实现允许重复的元素,而其它的如Set就不允许。
    很多Collection实现有一个公有的clone方法。然而,把它放到集合的所有实现中也是没有意义的。
    这是因为Collection是一个抽象表现。重要的是实现。
    
    当与具体实现打交道的时候,克隆或序列化的语义和含义才发挥作用。所以,
    具体实现应该决定如何对它进行克隆或序列化,或它是否可以被克隆或序列化。
    
    在所有的实现中授权克隆和序列化,最终导致更少的灵活性和更多的限制。
    特定的实现应该决定它是否可以被克隆和序列化。
    

    5.为何Map接口不继承Collection接口?

    尽管Map接口和它的实现也是集合框架的一部分,但Map不是集合,集合也不是Map。
    因此,Map继承Collection毫无意义,反之亦然。
    
    如果Map继承Collection接口,那么元素去哪儿?Map包含key-value对,它提供抽取key或value列表集合的方法,
    但是它不适合“一组对象”规范。
    

    6.Iterator是什么?

    Iterator接口提供遍历任何Collection的接口。我们可以从一个Collection中使用迭代器方法来获取迭代器实例。
    迭代器取代了Java集合框架中的Enumeration。迭代器允许调用者在迭代过程中移除元素。
    

    7.Enumeration和Iterator接口的区别?

    Enumeration的速度是Iterator的两倍,也使用更少的内存。Enumeration是非常基础的,也满足了基础的需要。
    但是,与Enumeration相比,Iterator更加安全,因为当一个集合正在被遍历的时候,它会阻止其它线程去修改集合。
    

    迭代器取代了Java集合框架中的Enumeration。迭代器允许调用者从集合中移除元素,而Enumeration不能做到。
    为了使它的功能更加清晰,迭代器方法名已经经过改善。

    8.为何没有像Iterator.add()这样的方法,向集合中添加元素?

    语义不明,已知的是,Iterator的协议不能确保迭代的次序。然而要注意,ListIterator没有提供一个add操作,
    它要确保迭代的顺序。
    

    9.为何迭代器没有一个方法可以直接获取下一个元素,而不需要移动游标?

    它可以在当前Iterator的顶层实现,但是它用得很少,如果将它加到接口中,每个继承都要去实现它,这没有意义。
    

    10.Iterater和ListIterator之间有什么区别?

    (1)我们可以使用Iterator来遍历Set和List集合,而ListIterator只能遍历List。

    (2)Iterator只可以向前遍历,而LIstIterator可以双向遍历。

    (3)ListIterator从Iterator接口继承,然后添加了一些额外的功能,比如添加一个元素、替换一个元素、
    获取前面或后面元素的索引位置。

    11.遍历一个List有哪些不同的方式?

    List strList = new ArrayList<>();
    //使用for-each循环
    for(String obj : strList){
    System.out.println(obj);
    }
    //using iterator
    Iterator it = strList.iterator();
    while(it.hasNext()){
    String obj = it.next();
    System.out.println(obj);
    }

    使用迭代器更加线程安全,因为它可以确保,在当前遍历的集合元素被更改的时候,
    它会抛出ConcurrentModificationException。
    

    12.通过迭代器fail-fast属性,你明白了什么?

    每次我们尝试获取下一个元素的时候,Iterator fail-fast属性检查当前集合结构里的任何改动。
    如果发现任何改动,它抛出ConcurrentModificationException。
    Collection中所有Iterator的实现都是按fail-fast来设计的(ConcurrentHashMap和CopyOnWriteArrayList
    这类并发集合类除外)。
    

    13.fail-fast与fail-safe有什么区别?

    Iterator的fail-fast属性与当前的集合共同起作用,因此它不会受到集合中任何改动的影响。
    Java.util包中的所有集合类都被设计为fail-fast的,而java.util.concurrent中的集合类都为fail-safe的。
    Fail-fast迭代器抛出ConcurrentModificationException,
    而fail-safe迭代器从不抛出ConcurrentModificationException。
    

    14.在迭代一个集合的时候,如何避免ConcurrentModificationException?

    在遍历一个集合的时候,我们可以使用并发集合类来避免ConcurrentModificationException,
    比如使用CopyOnWriteArrayList,而不是ArrayList。
    

    15.为何Iterator接口没有具体的实现?

    Iterator接口定义了遍历集合的方法,但它的实现则是集合实现类的责任。
    每个能够返回用于遍历的Iterator的集合类都有它自己的Iterator实现内部类。
    

    这就允许集合类去选择迭代器是fail-fast还是fail-safe的。比如,ArrayList迭代器是fail-fast的,
    而CopyOnWriteArrayList迭代器是fail-safe的。

    16.UnsupportedOperationException是什么?

    UnsupportedOperationException是用于表明操作不支持的异常。在JDK类中已被大量运用,
    在集合框架java.util.Collections.UnmodifiableCollection将会在所有add和remove操作中抛出这个异常。
    

    17.在Java中,HashMap是如何工作的?

    HashMap在Map.Entry静态内部类实现中存储key-value对。HashMap使用哈希算法,在put和get方法中,
    它使用hashCode()和equals()方法。当我们通过传递key-value对调用put方法的时候,
    HashMap使用Key hashCode()和哈希算法来找出存储key-value对的索引。Entry存储在LinkedList中,
    所以如果存在entry,它使用equals()方法来检查传递的key是否已经存在,如果存在,它会覆盖value,
    如果不存在,它会创建一个新的entry然后保存。当我们通过传递key调用get方法时,
    它再次使用hashCode()来找到数组中的索引,然后使用equals()方法找出正确的Entry,然后返回它的值。
    下面的图片解释了详细内容。
    
    其它关于HashMap比较重要的问题是容量、负荷系数和阀值调整。HashMap默认的初始容量是32,
    负荷系数是0.75。阀值是为负荷系数乘以容量,无论何时我们尝试添加一个entry,如果map的大小比阀值大的时候,
    HashMap会对map的内容进行重新哈希,且使用更大的容量。容量总是2的幂,
    所以如果你知道你需要存储大量的key-value对,比如缓存从数据库里面拉取的数据,
    使用正确的容量和负荷系数对HashMap进行初始化是个不错的做法。
    

    18.hashCode()和equals()方法有何重要性?

    HashMap使用Key对象的hashCode()和equals()方法去决定key-value对的索引。
    当我们试着从HashMap中获取值的时候,这些方法也会被用到。如果这些方法没有被正确地实现,在这种情况下,
    两个不同Key也许会产生相同的hashCode()和equals()输出,HashMap将会认为它们是相同的,
    然后覆盖它们,而非把它们存储到不同的地方。同样的,所有不允许存储重复数据的集合类都使用hashCode()
    和equals()去查找重复,所以正确实现它们非常重要。equals()和hashCode()的实现应该遵循以下规则:
    

    (1)如果o1.equals(o2),那么o1.hashCode() == o2.hashCode()总是为true的。

    (2)如果o1.hashCode() == o2.hashCode(),并不意味着o1.equals(o2)会为true。

    19.我们能否使用任何类作为Map的key?

    我们可以使用任何类作为Map的key,然而在使用它们之前,需要考虑以下几点:
    

    (1)如果类重写了equals()方法,它也应该重写hashCode()方法。

    (2)类的所有实例需要遵循与equals()和hashCode()相关的规则。请参考之前提到的这些规则。

    (3)如果一个类没有使用equals(),你不应该在hashCode()中使用它。

    (4)用户自定义key类的最佳实践是使之为不可变的,这样,hashCode()值可以被缓存起来,
    拥有更好的性能。不可变的类也可以确保hashCode()和equals()在未来不会改变,这样就会解决与可变相关的问题了。

    比如,我有一个类MyKey,在HashMap中使用它。
    

    //传递给MyKey的name参数被用于equals()和hashCode()中
    MyKey key = new MyKey(‘Pankaj’);
    //assume hashCode=1234
    myHashMap.put(key, ‘Value’);
    // 以下的代码会改变key的hashCode()和equals()值
    key.setName(‘Amit’);
    //assume new hashCode=7890
    //下面会返回null,因为HashMap会尝试查找存储同样索引的key,而key已被改变了,匹配失败,返回null
    myHashMap.get(new MyKey(‘Pankaj’));

    那就是为何String和Integer被作为HashMap的key大量使用。
    

    20.Map接口提供了哪些不同的集合视图?

    Map接口提供三个集合视图:
    

    (1)Set keyset():返回map中包含的所有key的一个Set视图。集合是受map支持的,map的变化会在集合中反映出来,
    反之亦然。当一个迭代器正在遍历一个集合时,若map被修改了(除迭代器自身的移除操作以外),
    迭代器的结果会变为未定义。集合支持通过Iterator的Remove、Set.remove、removeAll、
    retainAll和clear操作进行元素移除,从map中移除对应的映射。它不支持add和addAll操作。

    (2)Collection values():返回一个map中包含的所有value的一个Collection视图。这个collection受map支持的,
    map的变化会在collection中反映出来,反之亦然。当一个迭代器正在遍历一个collection时,
    若map被修改了(除迭代器自身的移除操作以外),迭代器的结果会变为未定义。
    集合支持通过Iterator的Remove、Set.remove、removeAll、retainAll和clear操作进行元素移除,
    从map中移除对应的映射。它不支持add和addAll操作。

    (3)Set<Map.Entry<K,V>> entrySet():返回一个map钟包含的所有映射的一个集合视图。
    这个集合受map支持的,map的变化会在collection中反映出来,反之亦然。当一个迭代器正在遍历一个集合时,
    若map被修改了(除迭代器自身的移除操作,以及对迭代器返回的entry进行setValue外),迭代器的结果会变为未定义。
    集合支持通过Iterator的Remove、Set.remove、removeAll、retainAll和clear操作进行元素移除,从map中移除对应的映射。
    它不支持add和addAll操作。

    21.HashMap和HashTable有何不同?

    (1)HashMap允许key和value为null,而HashTable不允许。

    (2)HashTable是同步的,而HashMap不是。所以HashMap适合单线程环境,HashTable适合多线程环境。

    (3)在Java1.4中引入了LinkedHashMap,HashMap的一个子类,假如你想要遍历顺序,
    你很容易从HashMap转向LinkedHashMap,但是HashTable不是这样的,它的顺序是不可预知的。

    (4)HashMap提供对key的Set进行遍历,因此它是fail-fast的,但HashTable提供对key的Enumeration进行遍历,
    它不支持fail-fast。

    (5)HashTable被认为是个遗留的类,如果你寻求在迭代的时候修改Map,你应该使用CocurrentHashMap。

    22.如何决定选用HashMap还是TreeMap?

    对于在Map中插入、删除和定位元素这类操作,HashMap是最好的选择。然而,
    假如你需要对一个有序的key集合进行遍历,TreeMap是更好的选择。基于你的collection的大小,
    也许向HashMap中添加元素会更快,将map换为TreeMap进行有序key的遍历。
    

    23.ArrayList和Vector有何异同点?

    ArrayList和Vector在很多时候都很类似。
    

    (1)两者都是基于索引的,内部由一个数组支持。

    (2)两者维护插入的顺序,我们可以根据插入顺序来获取元素。

    (3)ArrayList和Vector的迭代器实现都是fail-fast的。

    (4)ArrayList和Vector两者允许null值,也可以使用索引值对元素进行随机访问。

    以下是ArrayList和Vector的不同点。
    

    (1)Vector是同步的,而ArrayList不是。然而,如果你寻求在迭代的时候对列表进行改变,
    你应该使用CopyOnWriteArrayList。

    (2)ArrayList比Vector快,它因为有同步,不会过载。

    (3)ArrayList更加通用,因为我们可以使用Collections工具类轻易地获取同步列表和只读列表。

    24.Array和ArrayList有何区别?什么时候更适合用Array?

    Array可以容纳基本类型和对象,而ArrayList只能容纳对象。
    
    Array是指定大小的,而ArrayList大小是固定的。
    
    Array没有提供ArrayList那么多功能,比如addAll、removeAll和iterator等。尽管ArrayList明显是更好的选择,
    但也有些时候Array比较好用。
    

    (1)如果列表的大小已经指定,大部分情况下是存储和遍历它们。

    (2)对于遍历基本数据类型,尽管Collections使用自动装箱来减轻编码任务,在指定大小的基本类型的列表上工作
    也会变得很慢。

    (3)如果你要使用多维数组,使用[][]比List<List<>>更容易。

    25.ArrayList和LinkedList有何区别?

    ArrayList和LinkedList两者都实现了List接口,但是它们之间有些不同。
    

    (1)ArrayList是由Array所支持的基于一个索引的数据结构,所以它提供对元素的随机访问,复杂度为O(1),
    但LinkedList存储一系列的节点数据,每个节点都与前一个和下一个节点相连接。所以,尽管有使用索引获取元素的方法,
    内部实现是从起始点开始遍历,遍历到索引的节点然后返回元素,时间复杂度为O(n),比ArrayList要慢。

    (2)与ArrayList相比,在LinkedList中插入、添加和删除一个元素会更快,因为在一个元素被插入到中间的时候,
    不会涉及改变数组的大小,或更新索引。

    (3)LinkedList比ArrayList消耗更多的内存,因为LinkedList中的每个节点存储了前后节点的引用。

    26.哪些集合类提供对元素的随机访问?

    ArrayList、HashMap、TreeMap和HashTable类提供对元素的随机访问。
    

    27.EnumSet是什么?

    java.util.EnumSet是使用枚举类型的集合实现。当集合创建时,枚举集合中的所有元素必须来自单个指定的枚举类型,
    可以是显示的或隐示的。EnumSet是不同步的,不允许值为null的元素。它也提供了一些有用的方法,
    比如copyOf(Collection c)、of(E first,E…rest)和complementOf(EnumSet s)。
    

    28.哪些集合类是线程安全的?

    Vector、HashTable、Properties和Stack是同步类,所以它们是线程安全的,可以在多线程环境下使用。
    Java1.5并发API包括一些集合类,允许迭代时修改,因为它们都工作在集合的克隆上,
    所以它们在多线程环境中是安全的。
    

    29.并发集合类是什么?

    Java1.5并发包(java.util.concurrent)包含线程安全集合类,允许在迭代时修改集合。
    迭代器被设计为fail-fast的,会抛出ConcurrentModificationException。
    一部分类为:CopyOnWriteArrayList、 ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArraySet。
    

    30.BlockingQueue是什么?

    Java.util.concurrent.BlockingQueue是一个队列,在进行检索或移除一个元素的时候,它会等待队列变为非空;
    当在添加一个元素时,它会等待队列中的可用空间。BlockingQueue接口是Java集合框架的一部分,
    主要用于实现生产者-消费者模式。我们不需要担心等待生产者有可用的空间,或消费者有可用的对象,
    因为它都在BlockingQueue的实现类中被处理了。Java提供了集中BlockingQueue的实现,
    比如ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue,、SynchronousQueue等。
    

    31.队列和栈是什么,列出它们的区别?

    栈和队列两者都被用来预存储数据。java.util.Queue是一个接口,它的实现类在Java并发包中。
    队列允许先进先出(FIFO)检索元素,但并非总是这样。Deque接口允许从两端检索元素。
    

    栈与队列很相似,但它允许对元素进行后进先出(LIFO)进行检索。

    Stack是一个扩展自Vector的类,而Queue是一个接口。
    

    32.Collections类是什么?

    Java.util.Collections是一个工具类仅包含静态方法,它们操作或返回集合。它包含操作集合的多态算法,
    返回一个由指定集合支持的新集合和其它一些内容。这个类包含集合框架算法的方法,
    比如折半搜索、排序、混编和逆序等。
    

    33.Comparable和Comparator接口是什么?

    如果我们想使用Array或Collection的排序方法时,需要在自定义类里实现Java提供Comparable接口。
    Comparable接口有compareTo(T OBJ)方法,它被排序方法所使用。我们应该重写这个方法,
    如果“this”对象比传递的对象参数更小、相等或更大时,它返回一个负整数、0或正整数。
    但是,在大多数实际情况下,我们想根据不同参数进行排序。比如,作为一个CEO,我想对雇员基于薪资进行排序,
    一个HR想基于年龄对他们进行排序。这就是我们需要使用Comparator接口的情景,
    因为Comparable.compareTo(Object o)方法实现只能基于一个字段进行排序,我们不能根据对象排序的需要选择字段。
    Comparator接口的compare(Object o1, Object o2)方法的实现需要传递两个对象参数,
    若第一个参数比第二个小,返回负整数;若第一个等于第二个,返回0;若第一个比第二个大,返回正整数。
    

    34.Comparable和Comparator接口有何区别?

    Comparable和Comparator接口被用来对对象集合或者数组进行排序。Comparable接口被用来提供对象的自然排序,
    我们可以使用它来提供基于单个逻辑的排序。
    
    Comparator接口被用来提供不同的排序算法,我们可以选择需要使用的Comparator来对给定的对象集合进行排序。
    

    35.我们如何对一组对象进行排序?

    如果我们需要对一个对象数组进行排序,我们可以使用Arrays.sort()方法。如果我们需要排序一个对象列表,
    我们可以使用Collection.sort()方法。两个类都有用于自然排序(使用Comparable)或
    基于标准的排序(使用Comparator)的重载方法sort()。Collections内部使用数组排序方法,
    所有它们两者都有相同的性能,只是Collections需要花时间将列表转换为数组。
    

    36.当一个集合被作为参数传递给一个函数时,如何才可以确保函数不能修改它?

    在作为参数传递之前,我们可以使用Collections.unmodifiableCollection(Collection c)方法创建一个只读集合,
    这将确保改变集合的任何操作都会抛出UnsupportedOperationException。
    

    37.我们如何从给定集合那里创建一个synchronized的集合?

    我们可以使用Collections.synchronizedCollection(Collection c)根据指定集合
    来获取一个synchronized(线程安全的)集合。
    

    38.集合框架里实现的通用算法有哪些?

    Java集合框架提供常用的算法实现,比如排序和搜索。Collections类包含这些方法实现。
    大部分算法是操作List的,但一部分对所有类型的集合都是可用的。部分算法有排序、搜索、混编、最大最小值。
    

    39.大写的O是什么?举几个例子?

    大写的O描述的是,就数据结构中的一系列元素而言,一个算法的性能。Collection类就是实际的数据结构,
    我们通常基于时间、内存和性能,使用大写的O来选择集合实现。比如:例子1:ArrayList的get(index i)
    是一个常量时间操作,它不依赖list中元素的数量。所以它的性能是O(1)。
    例子2:
    一个对于数组或列表的线性搜索的性能是O(n),因为我们需要遍历所有的元素来查找需要的元素。
    

    40.与Java集合框架相关的有哪些最好的实践?

    (1)根据需要选择正确的集合类型。比如,如果指定了大小,我们会选用Array而非ArrayList。
    如果我们想根据插入顺序遍历一个Map,我们需要使用TreeMap。如果我们不想重复,我们应该使用Set。

    (2)一些集合类允许指定初始容量,所以如果我们能够估计到存储元素的数量,我们可以使用它,
    就避免了重新哈希或大小调整。

    (3)基于接口编程,而非基于实现编程,它允许我们后来轻易地改变实现。

    (4)总是使用类型安全的泛型,避免在运行时出现ClassCastException。

    (5)使用JDK提供的不可变类作为Map的key,可以避免自己实现hashCode()和equals()。

    (6)尽可能使用Collections工具类,或者获取只读、同步或空的集合,而非编写自己的实现。
    它将会提供代码重用性,它有着更好的稳定性和可维护性。

    转自:https://www.cnblogs.com/xuexue-bit/p/5256094.html

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  • Java集合面试题

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    Java集合面试题 Java 集合框架的基础接口有哪些? Collection ,为集合层级的根接口。一个集合代表一组对象,这些对象即为它的元素。Java 平台不提供这个接口任何直接的实现。 Set ,是一个不能包含重复元素的集合...

    Java集合面试题

    Java 集合框架的基础接口有哪些?

    • Collection ,为集合层级的根接口。一个集合代表一组对象,这些对象即为它的元素。Java 平台不提供这个接口任何直接的实现。
      • Set ,是一个不能包含重复元素的集合。这个接口对数学集合抽象进行建模,被用来代表集合,就如一副牌。
      • List ,是一个有序集合,可以包含重复元素。你可以通过它的索引来访问任何元素。List 更像长度动态变换的数组。
    • Map ,是一个将 key 映射到 value 的对象。一个 Map 不能包含重复的 key,每个 key 最多只能映射一个 value 。
    • 一些其它的接口有 Queue、Dequeue、SortedSet、SortedMap 和 ListIterator 。

    ? 为何 Collection 不从 Cloneable 和 Serializable 接口继承?

    Collection 接口指定一组对象,对象即为它的元素。

    • 如何维护这些元素由 Collection 的具体实现决定。例如,一些如 List 的 Collection 实现允许重复的元素,而其它的如 Set 就不允许。
    • 很多 Collection 实现有一个公有的 clone 方法。然而,把它放到集合的所有实现中也是没有意义的。这是因为 Collection 是一个抽象表现,重要的是实现。

    当与具体实现打交道的时候,克隆或序列化的语义和含义才发挥作用。所以,具体实现应该决定如何对它进行克隆或序列化,或它是否可以被克隆或序列化。在所有的实现中授权克隆和序列化,最终导致更少的灵活性和更多的限制,特定的实现应该决定它是否可以被克隆和序列化

    为何 Map 接口不继承 Collection 接口?

    尽管 Map 接口和它的实现也是集合框架的一部分,但 Map 不是集合,集合也不是 Map。因此,Map 继承 Collection 毫无意义,反之亦然。

    如果 Map 继承 Collection 接口,那么元素去哪儿?Map 包含 key-value 对,它提供抽取 key 或 value 列表集合( Collection )的方法,但是它不适合“一组对象”规范。

    ? 为何 Map 接口不继承 Collection 接口?

    尽管 Map 接口和它的实现也是集合框架的一部分,但 Map 不是集合,集合也不是 Map。因此,Map 继承 Collection 毫无意义,反之亦然。

    如果 Map 继承 Collection 接口,那么元素去哪儿?Map 包含 key-value 对,它提供抽取 key 或 value 列表集合( Collection )的方法,但是它不适合“一组对象”规范。

    ? Collection 和 Collections 的区别?

    • Collection ,是集合类的上级接口,继承与他的接口主要有 Set 和List 。
    • Collections ,是针对集合类的一个工具类,它提供一系列静态方法实现对各种集合的搜索、排序、线程安全化等操作。

    ? 集合框架里实现的通用算法有哪些?

    Java 集合框架提供常用的算法实现,比如排序和搜索。

    Collections类包含这些方法实现。大部分算法是操作 List 的,但一部分对所有类型的集合都是可用的。部分算法有排序、搜索、混编、最大最小值。

    ? 集合框架底层数据结构总结

    1)List

    • ArrayList :Object 数组。
    • Vector :Object 数组。
    • LinkedList :双向链表(JDK6 之前为循环链表,JDK7 取消了循环)。

    2)Map

    • HashMap :
      • JDK8 之前,HashMap 由数组+链表组成的,数组是HashMap的主体,链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的(“拉链法”解决冲突)。
      • JDK8 以后,在解决哈希冲突时有了较大的变化,当链表长度大于阈值(默认为 8 )时,将链表转化为红黑树,以减少搜索时间。
    • LinkedHashMap :LinkedHashMap 继承自 HashMap,所以它的底层仍然是基于拉链式散列结构即由数组和链表或红黑树组成。另外,LinkedHashMap 在上面结构的基础上,增加了一条双向链表,使得上面的结构可以保持键值对的插入顺序。同时通过对链表进行相应的操作,实现了访问顺序相关逻辑。详细可以查看:《LinkedHashMap 源码详细分析(JDK1.8)》
    • Hashtable :数组+链表组成的,数组是 HashMap 的主体,链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的。
    • TreeMap :红黑树(自平衡的排序二叉树)。

    3)Set

    • HashSet :无序,唯一,基于 HashMap 实现的,底层采用 HashMap 来保存元素。
    • LinkedHashSet :LinkedHashSet 继承自 HashSet,并且其内部是通过 LinkedHashMap 来实现的。有点类似于我们之前说的LinkedHashMap 其内部是基于 HashMap 实现一样,不过还是有一点点区别的。
    • TreeSet :有序,唯一,红黑树(自平衡的排序二叉树)。

    什么是迭代器(Iterator)?

    Iterator 接口,提供了很多对集合元素进行迭代的方法。每一个集合类都包含了可以返回迭代器实例的迭代方法。迭代器可以在迭代的过程中删除底层集合的元素,但是不可以直接调用集合的 #remove(Object Obj) 方法删除,可以通过迭代器的 #remove() 方法删除。

    ? Iterator 和 ListIterator 的区别是什么?

    • Iterator 可用来遍历 Set 和 List 集合,但是 ListIterator 只能用来遍历 List。
    • Iterator 对集合只能是前向遍历,ListIterator 既可以前向也可以后向。
    • ListIterator 实现了 Iterator 接口,并包含其他的功能。比如:增加元素,替换元素,获取前一个和后一个元素的索引等等。

    ? 快速失败(fail-fast)和安全失败(fail-safe)的区别是什么?

    差别在于 ConcurrentModification 异常:

    • 快速失败:当你在迭代一个集合的时候,如果有另一个线程正在修改你正在访问的那个集合时,就会抛出一个 ConcurrentModification 异常。 在 java.util 包下的都是快速失败。
    • 安全失败:你在迭代的时候会去底层集合做一个拷贝,所以你在修改上层集合的时候是不会受影响的,不会抛出 ConcurrentModification 异常。在 java.util.concurrent 包下的全是安全失败的。

    ? 如何删除 List 中的某个元素?

    有两种方式,分别如下:

    • 方式一,使用 Iterator ,顺序向下,如果找到元素,则使用 remove 方法进行移除。
    • 方式二,倒序遍历 List ,如果找到元素,则使用 remove 方法进行移除。

    ? Enumeration 和 Iterator 接口有什么不同?

    • Enumeration 跟 Iterator 相比较快两倍,而且占用更少的内存。
    • 但是,Iterator 相对于 Enumeration 更安全,因为其他线程不能修改当前迭代器遍历的集合对象。同时,Iterators 允许调用者从底层集合中移除元素,这些 Enumerations 都没法完成。

    对于很多胖友,可能并未使用过 Enumeration 类,所以可以看看 《Java Enumeration 接口》 文章。

    ? 为何 Iterator 接口没有具体的实现?

    Iterator 接口,定义了遍历集合的方法,但它的实现则是集合实现类的责任。每个能够返回用于遍历的 Iterator 的集合类都有它自己的 Iterator 实现内部类。

    这就允许集合类去选择迭代器是 fail-fast 还是 fail-safe 的。比如,ArrayList 迭代器是 fail-fast 的,而 CopyOnWriteArrayList 迭代器是 fail-safe 的。

    Comparable 和 Comparator 的区别?

    • Comparable 接口,在 java.lang 包下,用于当前对象和其它对象的比较,所以它有一个 #compareTo(Object obj) 方法用来排序,该方法只有一个参数。
    • Comparator 接口,在 java.util 包下,用于传入的两个对象的比较,所以它有一个 #compare(Object obj1, Object obj2) 方法用来排序,该方法有两个参数。

    详细的,可以看看 《Java 自定义比较器》 文章,重点是如何自己实现 Comparable 和 Comparator 的方法。

    ? compareTo 方法的返回值表示的意思?

    • 大于 0 ,表示对象大于参数对象。
    • 小于 0 ,表示对象小于参数对象
    • 等于 0 ,表示两者相等。

    ? 如何对 Object 的 List 排序?

    • Object[] 数组进行排序时,我们可以用 Arrays#sort(...) 方法。
    • List<Object> 数组进行排序时,我们可以用 Collections#sort(...) 方法。

    有哪些关于 Java 集合框架的最佳实践?

    • 基于应用的需求来选择使用正确类型的集合,这对性能来说是非常重要的。例如,如果元素的大小是固定的,并且知道优先级,我们将会使用一个 Array ,而不是 ArrayList 。
    • 一些集合类允许我们指定他们的初始容量。因此,如果我们知道存储数据的大概数值,就可以避免重散列或者大小的调整。
    • 总是使用泛型来保证类型安全,可靠性和健壮性。同时,使用泛型还可以避免运行时的 ClassCastException 异常。
    • 在 Map 中使用 JDK 提供的不可变类作为一个 key,这样可以避免 hashcode 的实现和我们自定义类的 equals 方法。
    • 应该依照接口而不是实现来编程。
    • 返回零长度的集合或者数组,而不是返回一个 null ,这样可以防止底层集合是空的。

    区别

    List 和 Set 区别?

    List,Set 都是继承自 Collection 接口。

    • List 特点:元素有放入顺序,元素可重复。
    • Set 特点:元素无放入顺序,元素不可重复,重复元素会覆盖掉。

    注意:元素虽然无放入顺序,但是元素在 Set 中的位置是有该元素的 hashcode 决定的,其位置其实是固定的。

    另外 List 支持 for 循环,也就是通过下标来遍历,也可以用迭代器,但是 Set 只能用迭代,因为他无序,无法用下标来取得想要的值。

    Set 和 List 对比:

    • Set:检索元素效率高,删除和插入效率低,插入和删除不会引起元素位置改变。
    • List:和数组类似,List 可以动态增长,查找元素效率低,插入删除元素效率,因为可能会引起其他元素位置改变。

    List 和 Map 区别?

    • List 是对象集合,允许对象重复。
    • Map 是键值对的集合,不允许 key 重复。

    Array 和 ArrayList 有何区别?什么时候更适合用 Array?

    • Array 可以容纳基本类型和对象,而 ArrayList 只能容纳对象。
    • Array 是指定大小的,而 ArrayList 大小是固定的,可自动扩容。
    • Array 没有提供 ArrayList 那么多功能,比如 addAll、removeAll 和 iterator 等。

    尽管 ArrayList 明显是更好的选择,但也有些时候 Array 比较好用,比如下面的三种情况。

    • 1、如果列表的大小已经指定,大部分情况下是存储和遍历它们
    • 2、对于遍历基本数据类型,尽管 Collections 使用自动装箱来减轻编码任务,在指定大小的基本类型的列表上工作也会变得很慢。
    • 3、如果你要使用多维数组,使用 [][] 比 List 会方便。

    ArrayList 与 LinkedList 区别?

    ? ArrayList

    • 优点:ArrayList 是实现了基于动态数组的数据结构,因为地址连续,一旦数据存储好了,查询操作效率会比较高(在内存里是连着放的)。
    • 缺点:因为地址连续,ArrayList 要移动数据,所以插入和删除操作效率比较低。

    ? LinkedList

    • 优点:LinkedList 基于链表的数据结构,地址是任意的,所以在开辟内存空间的时候不需要等一个连续的地址。对于新增和删除操作 add 和 remove ,LinedList 比较占优势。LinkedList 适用于要头尾操作或插入指定位置的场景。
    • 缺点:因为 LinkedList 要移动指针,所以查询操作性能比较低。

    ? 适用场景分析

    • 当需要对数据进行对随机访问的情况下,选用 ArrayList 。

    • 当需要对数据进行多次增加删除修改时,采用 LinkedList 。

      如果容量固定,并且只会添加到尾部,不会引起扩容,优先采用 ArrayList 。

    • 当然,绝大数业务的场景下,使用 ArrayList 就够了。主要是,注意好避免 ArrayList 的扩容,以及非顺序的插入。

    ? ArrayList 是如何扩容的?

    直接看 《ArrayList 动态扩容详解》 文章,很详细。主要结论如下:

    • 如果通过无参构造的话,初始数组容量为 0 ,当真正对数组进行添加时,才真正分配容量。每次按照 1.5 倍(位运算)的比率通过 copeOf 的方式扩容。
    • 在 JKD6 中实现是,如果通过无参构造的话,初始数组容量为10,每次通过 copeOf 的方式扩容后容量为原来的 1.5 倍。

    重点是 1.5 倍扩容,这是和 HashMap 2 倍扩容不同的地方。

    ArrayList 集合加入 1 万条数据,应该怎么提高效率?

    ArrayList 的默认初始容量为 10 ,要插入大量数据的时候需要不断扩容,而扩容是非常影响性能的。因此,现在明确了 10 万条数据了,我们可以直接在初始化的时候就设置 ArrayList 的容量!

    这样就可以提高效率了~

    ArrayList 与 Vector 区别?

    ArrayList 和 Vector 都是用数组实现的,主要有这么三个区别:

    • 1、Vector 是多线程安全的,线程安全就是说多线程访问同一代码,不会产生不确定的结果,而 ArrayList 不是。这个可以从源码中看出,Vector 类中的方法很多有 synchronized 进行修饰,这样就导致了 Vector 在效率上无法与 ArrayList 相比。

      Vector 是一种老的动态数组,是线程同步的,效率很低,一般不赞成使用。

    • 2、两个都是采用的线性连续空间存储元素,但是当空间不足的时候,两个类的增加方式是不同。

    • 3、Vector 可以设置增长因子,而 ArrayList 不可以。

    适用场景分析:

    • 1、Vector 是线程同步的,所以它也是线程安全的,而 ArrayList 是线程无需同步的,是不安全的。如果不考虑到线程的安全因素,一般用 ArrayList 效率比较高。

      实际场景下,如果需要多线程访问安全的数组,使用 CopyOnWriteArrayList 。

    • 2、如果集合中的元素的数目大于目前集合数组的长度时,在集合中使用数据量比较大的数据,用 Vector 有一定的优势。

      这种情况下,使用 LinkedList 更合适。

    HashMap 和 Hashtable 的区别?

    Hashtable 是在 Java 1.0 的时候创建的,而集合的统一规范命名是在后来的 Java2.0 开始约定的,而当时其他一部分集合类的发布构成了新的集合框架。

    • Hashtable 继承 Dictionary ,HashMap 继承的是 Java2 出现的 Map 接口。
    • 2、HashMap 去掉了 Hashtable 的 contains 方法,但是加上了 containsValue 和 containsKey 方法。
    • 3、HashMap 允许空键值,而 Hashtable 不允许。
    • 【重点】4、HashTable 是同步的,而 HashMap 是非同步的,效率上比 HashTable 要高。也因此,HashMap 更适合于单线程环境,而 HashTable 适合于多线程环境。
    • 5、HashMap 的迭代器(Iterator)是 fail-fast 迭代器,HashTable的 enumerator 迭代器不是 fail-fast 的。
    • 6、HashTable 中数组默认大小是 11 ,扩容方法是 old * 2 + 1 ,HashMap 默认大小是 16 ,扩容每次为 2 的指数大小。

    一般现在不建议用 HashTable 。主要原因是两点:

    • 一是,HashTable 是遗留类,内部实现很多没优化和冗余。
    • 二是,即使在多线程环境下,现在也有同步的 ConcurrentHashMap 替代,没有必要因为是多线程而用 Hashtable 。

    ? Hashtable 的 #size() 方法中明明只有一条语句 “return count;” ,为什么还要做同步?

    同一时间只能有一条线程执行固定类的同步方法,但是对于类的非同步方法,可以多条线程同时访问。所以,这样就有问题了,可能线程 A 在执行 Hashtable 的 put 方法添加数据,线程 B 则可以正常调用 #size() 方法读取 Hashtable 中当前元素的个数,那读取到的值可能不是最新的,可能线程 A 添加了完了数据,但是没有对 count++ ,线程 B 就已经读取 count 了,那么对于线程 B 来说读取到的 count 一定是不准确的。

    而给 #size() 方法加了同步之后,意味着线程 B 调用 #size() 方法只有在线程 A 调用 put 方法完毕之后才可以调用,这样就保证了线程安全性

    HashSet 和 HashMap 的区别?

    • Set 是线性结构,值不能重复。HashSet 是 Set 的 hash 实现,HashSet 中值不能重复是用 HashMap 的 key 来实现的。

    • Map 是键值对映射,可以空键空值。HashMap 是 Map 的 hash 实现,key 的唯一性是通过 key 值 hashcode 的唯一来确定,value 值是则是链表结构。

      因为不同的 key 值,可能有相同的 hashcode ,所以 value 值需要是链表结构。

    他们的共同点都是 hash 算法实现的唯一性,他们都不能持有基本类型,只能持有对象。

    为了更好的性能,Netty 自己实现了 key 为基本类型的 HashMap ,例如 IntObjectHashMap

    HashSet 和 TreeSet 的区别?

    • HashSet 是用一个 hash 表来实现的,因此,它的元素是无序的。添加,删除和 HashSet 包括的方法的持续时间复杂度是 O(1)
    • TreeSet 是用一个树形结构实现的,因此,它是有序的。添加,删除和 TreeSet 包含的方法的持续时间复杂度是 O(logn)

    ? 如何决定选用 HashMap 还是 TreeMap?

    • 对于在 Map 中插入、删除和定位元素这类操作,HashMap 是最好的选择。
    • 然而,假如你需要对一个有序的 key 集合进行遍历, TreeMap 是更好的选择。

    基于你的 collection 的大小,也许向 HashMap 中添加元素会更快,再将 HashMap 换为 TreeMap 进行有序 key 的遍历。

    HashMap 和 ConcurrentHashMap 的区别?

    ConcurrentHashMap 是线程安全的 HashMap 的实现。主要区别如下:

    • 1、ConcurrentHashMap 对整个桶数组进行了分割分段(Segment),然后在每一个分段上都用 lock 锁进行保护,相对 于Hashtable 的 syn 关键字锁的粒度更精细了一些,并发性能更好。而 HashMap 没有锁机制,不是线程安全的。

      JDK8 之后,ConcurrentHashMap 启用了一种全新的方式实现,利用 CAS 算法。

    • 2、HashMap 的键值对允许有 null ,但是 ConCurrentHashMap 都不允许。

    队列和栈是什么,列出它们的区别?

    栈和队列两者都被用来预存储数据。

    • java.util.Queue 是一个接口,它的实现类在Java并发包中。队列允许先进先出(FIFO)检索元素,但并非总是这样。Deque 接口允许从两端检索元素。
    • 栈与队列很相似,但它允许对元素进行后进先出(LIFO)进行检索。
      • Stack 是一个扩展自 Vector 的类,而 Queue 是一个接口。

    原理

    HashMap 的工作原理是什么?

    我们知道在 Java 中最常用的两种结构是数组和模拟指针(引用),几乎所有的数据结构都可以利用这两种来组合实现,HashMap 也是如此。实际上 HashMap 是一个**“链表散列”**。

    HashMap 是基于 hashing 的原理。

    HashMap 图解

    • 我们使用 #put(key, value) 方法来存储对象到 HashMap 中,使用 get(key) 方法从 HashMap 中获取对象。
    • 当我们给 #put(key, value) 方法传递键和值时,我们先对键调用 #hashCode() 方法,返回的 hashCode 用于找到 bucket 位置来储存 Entry 对象。

    ? 当两个对象的 hashCode 相同会发生什么?

    因为 hashcode 相同,所以它们的 bucket 位置相同,“碰撞”会发生。

    因为 HashMap 使用链表存储对象,这个 Entry(包含有键值对的 Map.Entry 对象)会存储在链表中。

    ? hashCode 和 equals 方法有何重要性?

    HashMap 使用 key 对象的 #hashCode()#equals(Object obj) 方法去决定 key-value 对的索引。当我们试着从 HashMap 中获取值的时候,这些方法也会被用到。

    • 如果这两个方法没有被正确地实现,在这种情况下,两个不同 Key 也许会产生相同的 #hashCode()#equals(Object obj) 输出,HashMap 将会认为它们是相同的,然后覆盖它们,而非把它们存储到不同的地方。

    同样的,所有不允许存储重复数据的集合类都使用 #hashCode()#equals(Object obj) 去查找重复,所以正确实现它们非常重要。#hashCode()#equals(Object obj) 方法的实现,应该遵循以下规则:

    • 如果 o1.equals(o2) ,那么 o1.hashCode() == o2.hashCode() 总是为 true 的。
    • 如果 o1.hashCode() == o2.hashCode() ,并不意味 o1.equals(o2) 会为 true

    ? HashMap 默认容量是多少?

    默认容量都是 16 ,负载因子是 0.75 。就是当 HashMap 填充了 75% 的 busket 是就会扩容,最小的可能性是(16 * 0.75 = 12),一般为原内存的 2 倍。

    ? 有哪些顺序的 HashMap 实现类?

    • LinkedHashMap ,是基于元素进入集合的顺序或者被访问的先后顺序排序。
    • TreeMap ,是基于元素的固有顺序 (由 Comparator 或者 Comparable 确定)。

    ? 我们能否使用任何类作为 Map 的 key?

    我们可以使用任何类作为 Map 的 key ,然而在使用它们之前,需要考虑以下几点:

    • 1、如果类重写了 equals 方法,它也应该重写 hashcode 方法。

    • 2、类的所有实例需要遵循与 equals 和 hashcode 相关的规则。

    • 3、如果一个类没有使用 equals ,你不应该在 hashcode 中使用它。

    • 4、用户自定义 key 类的最佳实践是使之为不可变的,这样,hashcode 值可以被缓存起来,拥有更好的性能。不可变的类也可以确保hashcode 和 equals 在未来不会改变,这样就会解决与可变相关的问题了。

      比如,我有一个 类MyKey ,在 HashMap 中使用它。代码如下:

      //传递给MyKey的name参数被用于equals()和hashCode()中
      MyKey key = new MyKey('Pankaj'); //assume hashCode=1234
      myHashMap.put(key, 'Value');
      // 以下的代码会改变key的hashCode()和equals()值
      key.setName('Amit'); //assume new hashCode=7890
      //下面会返回null,因为HashMap会尝试查找存储同样索引的key,而key已被改变了,匹配失败,返回null
      myHashMap.get(new MyKey('Pankaj'));
      
      
      • 那就是为何 String 和 Integer 被作为 HashMap 的 key 大量使用。

    ? HashMap 的长度为什么是 2 的幂次方?

    为了能让 HashMap 存取高效,尽量较少碰撞,也就是要尽量把数据分配均匀,每个链表/红黑树长度大致相同。这个实现就是把数据存到哪个链表/红黑树中的算法。

    这个算法应该如何设计呢?我们首先可能会想到采用 % 取余的操作来实现。但是,重点来了:

    • 取余(%)操作中如果除数是 2 的幂次则等价于与其除数减一的与(&)操作(也就是说 hash % length == hash & (length - 1) 的前提是 length 是 2 的 n 次方;)。
    • 并且,采用二进制位操作 &,相对于 % 能够提高运算效率,

    这就解释了 HashMap 的长度为什么是 2 的幂次方。

    HashSet 的工作原理是什么?

    HashSet 是构建在 HashMap 之上的 Set hashing 实现类。让我们直接撸下源码,代码如下:

    // HashSet.java
    
    private transient HashMap<E,Object> map;
    
    private static final Object PRESENT = new Object();
    
    
    • map 属性,当我们创建一个 HashMap 对象时,其内部也会创建一个 map 对象。后续 HashSet 所有的操作,实际都是基于这个 map 之上的封装。

    • PRESENT 静态属性,所有 map 中 KEY 对应的值,都是它,避免重复创建。

    • OK ,再来看一眼 add 方法,代码如下:

      // HashSet.java
      
      public boolean add(E e) {
          return map.put(e, PRESENT) == null;
      }
      
      
      • 是不是一目了然。

    ? HashSet 如何检查重复?

    艿艿:正如我们上面看到 HashSet 的实现原理,我们自然可以推导出,HashMap 也是如何检查重复滴。

    如下摘取自 《Head First Java》 第二版:

    当你把对象加入 HashSet 时,HashSet会先计算对象的hashcode值来判断对象加入的位置,同时也会与其他加入的对象的hashcode值作比较。

    • 如果没有相符的 hashcode ,HashSet会假设对象没有重复出现。
    • 但是如果发现有相同 hashcode 值的对象,这时会调用 equals 方法来检查 hashcode 相等的对象是否真的相同。
      • 如果两者相同,HashSet 就不会让加入操作成功。
      • 如果两者不同,HashSet 就会让加入操作成功

    【详细可以查看java基础系列】

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  • java集合面试题

    2020-12-22 19:21:50
    java集合面试题 集合简图 - Collection接口 List接口:有序可重复,保持了每个元素的插入顺序。即输出顺序就是输入顺序 1. ArrayList:底层是Object[]数组,查找快,增删慢,实现了RandomAcces可进行随机查找 2....

    java集合面试题

    在这里插入图片描述集合简图

    - Collection接口

     List接口:有序可重复,保持了每个元素的插入顺序。即输出顺序就是输入顺序 
       1. ArrayList:底层是Object[]数组,查找快,增删慢,实现了RandomAcces可进行随机查找
       2. LinkedList:底层是链表,增删快,查找慢
    
     Set接口:无序不可重复容器,无法保证每个元素的存储顺序
       1. HashSet:底层是HashMap
       2. LinkedHashSet:底层是LinkedHashMap
       3. SortedSet接口:
    	TreeSet实现类: 保证有序,通过 Comparator 或者 Comparable 维护了一个排序顺序
     	
    

    - Map接口:key,value键值对

    HashMap:非线程安全,基于哈希表实现。JDK1.8之前采用数组+链表的方式存储,数组是HashMap的主体,链表是为了解决冲突,JDK1.8之后采用数组+链表+红黑树的形式,当链表的长度大于阈值(默认8),会将链表转换成红黑树


    LinkedHashMap:继承自HashMap,底层依旧是数组+链表+红黑树的形式,并在此基础上增加了一条双向链表,使数据可以保持键值对的插入顺序


    HashTable:数组+链表的形式,数组是主体链表是为了解决hash冲突


    TreeMap:红黑树的实现

    JDK1.7 HashMap采用数组+链表
    在这里插入图片描述
    JDK1.8采用数组+链表+红黑树
    在这里插入图片描述

    ConcurrentHashMap与HashMap的区别

    底层数据结构:
    JDK1.7的ConcurrentHashMap底层采用分段数组+链表的方式实现
    JDK1.8采用数组+链表+红黑树
    实现线程安全的方式
    JDK1.7,ConcurrentHashMap对整个桶进行了分割分段,每一把锁只锁其中的一段,多线程访问处于不同分段的数据就不存在锁竞争的问题,提高了并发访问率。
    JDK1.8采用数组+链表+红黑树的结构,并发控制使用synchronized和CAS来操作

    JDK1.7ConcurrentHashMap分段锁
    在这里插入图片描述
    JDK1.8ConcurrentHashMap(TreeBin: 红⿊⼆叉树节点 Node: 链表节点)
    在这里插入图片描述

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  • 集合面试题整理

    2019-06-02 13:02:37
    集合面试题整理 推荐博客:http://cmsblogs.com/?cat=325 1、Map和ConcurrentHashMap的区别? ConcurrentHashMap:jdk1.5之后引入,解决了HashMap线程不安全,和HashTable效率不高的问题。1.7之前使用了分段锁...

    集合面试题整理

    推荐博客:http://cmsblogs.com/?cat=325

     

    1、Map和ConcurrentHashMap的区别?

            ConcurrentHashMap:jdk1.5之后引入,解决了HashMap线程不安全,和HashTable效率不高的问题。1.7之前使用了分段锁的方式。1.8之后使用数组链表红黑树cas原子操作来实现的。

            Map:是一个映射接口。

            

    2、hashMap内部具体如何实现的?

            哈希表:综合了数组的链表的优点,可以快速的定位查找和删除。使用拉链法构建哈希表。就是使用数组加链表的形式。而每个元素中储存的是链表的头结点。我们可以把这样的一张链表称为一个。那么hashMap是在快速定位的呢。使用hashCode(key)%len,key的哈希码(每个key的哈希码都会不一样)对数组长度取余。我们可以认为hashMap的容器是一个线性的数组。它的内部实现了一个静态内部类Entry,其重要的属性是key、value、next。这个数组就是Entry[]。

     

            put:当我们通过哈希值与Entry.lenght取余的时候,获得了相同的下标值。那么值会不会覆盖????前面我们说过了Entry有一个重要的属性就是next。比如:A的哈希值与len取余等于下标5。这时会把A放在Entry[5]中。到需要储存B的时候,B的哈希值与len取余也等于下标5,那么B.next=A,然后把B放在Entry[5]中。当需要储存C的时候,C的哈希值与len取余也等于下标5,那么C.next=B,然后把C放在Entry[5]中。实际上数组Entry中储存的都是后插入的元素。当然hashMap中也有优化的地方,当数据越来越大,map的长度会根据负载因子自动扩容。null key始终放在第一个元素。链表的长度默认为8超过,就转为红黑树。

     

            get:先定位到数组,然后根据哈遍历链表找到哈希值相同的元素。

            

            resize:resize表示扩容。capacity:Entry的长度 默认16、loadFactor:负载因子 默认0.75。当map中的元素个数超过,Entry的长度乘以负载因子时,就会自动扩容为原来的两倍。当我们预知元素的数量时,设置map的容量应该避免resize。即Entry的长度乘以负载因子 > 元素个数

     

    3、如果hashMap的key是一个自定义的类,怎么办?

            需要重写key类的hashCode()和eques()方法。

            hashCode():此方法继承自Object类,在使用的时候默认根据jvm的内存地址返回一个整数,对于hashCode有一个约定:

                        1.程序在一次执行过程中,对于同一个对象要返回同一个整数。

                        2.两个对象通过eques方法比较结果为true,那么他们的hashCode的值也相等。                                           3.如果两个对象通过eques方法比较结果为false,不必保证他们的hashCode也相等。

            eques():   此方法也是继承自Object,首先比较两个对象的内存地址,然后在比较他们的内容。它具有以下几个特点:

        1. 自反性:对于任意的x,x.eques(x)==true;

        2. 对称性:如果x.eques(y)==true那么y.eques(x)==true;

        3. 传递性:对于x,y,z,如果x.eques(y)==true、y.eques(z)==true那么x.eques(z)==true

        4. 一致性:xy的信息没有改变,无论调用多少次x.eques(y)都没true。

        5. 对任何不为null的x,x.eques(null)==false;

        

            当我们使用一个类作为key的时候,比较两个类是否相等,先查看hashCode,然后再比较eques方法,如果为true,那么我们就认为他们是相等的。从而保证了key的唯一性。需要注意的是我们在创建一个类的时候,重写了它的hashCode方法了 就一定要重写它的eques方法。

    4、ArrayList和LinkedList的区别,如果一直在list的尾部添加元素,用哪个效率高?

            ArrayList:他的内部使用数组的数据结构。它的默认容量为10,当容量不够的时候,就会自动扩大容量,1.5倍;  在遍历时通过索引序号访问比较快,而使用迭代器的效果最慢。

            LindedList:内部使用了双向链表的方式。

            linkdeList的效率会高一些,因为他只需要改变一些尾部的指针就可以了。而arrayList必须判断是否会越界,如果会,就需要扩大容量。这个过程就会影响到效率。

    5、HashMap底层,负载因子,为啥是2^n?

            hashMap实际上是使用数组加链表的方式来储存的,通过哈希值对元素长度取余来找元素在数组中的位置,随着我们的数据量越来越大,数组的容量不够用,就会自动扩容到原来的2^n倍,这样就不会打乱之前存放元素的位置,同样可以通过哈希值对长度取余定位到原来的元素位置。

    6、ConcurrentHashMap锁加在了哪些地方?

            ConcurrentHashMap中用到了一个segment数组, Segment 通过继承 ReentrantLock 来进行加锁,所以每次需要加锁的操作锁住的是一个 segment,这样只要保证每个 Segment 是线程安全的,也就实现了全局的线程安全。

    7、TreeMap底层,红黑树原理

     

    8、ConcurrentHashmap有啥优势,1.7,1.8区别?

        ConcurrentHashMap 主要是解决了HashMap效率高但线程不安全,HashTable线程安全但效率不高的问题

        1.7使用segment+数组+链表

        1.8使用segment+数组+链表+红黑树

    9、ArrayList是否会越界?

            它会自动扩容为1.5倍;

     

    10、什么是TreeMap?

            根据key进行排序的映射,底层使用红黑树实现。

    11、ConcurrentHashMap的原理是什么?

    ConcurrentHashMap中用到了segment的数组,这个不可以扩容。然后在sement中在放一个数组+链表(相当于hashMap)。对每一个sement进行加锁,就保证了全局的ConcurrentHashMap的全局安全。

    12、Java集合类框架的基本接口有哪些?

            集合中主要包含Collection个Map。

            conllectin中有List和set和queue接口

            还有Iterable接口

     

    13、什么是迭代器?

            迭代器相当于遍历集合,我们不需要知道集合的内部结构就可以进行遍历。提供了hasNext()next()remove()方法。

    14、Iterator和ListIterator的区别是什么?

            ListIterator只能用来遍历List,同时还可以在里面添加元素,而且还可以反向遍历。同时还可以添加元素和修改元素。

     15、快速失败(fail-fast)和安全失败(fail-safe)的区别是什么?

      • fail-fast :快速失败,指的是某个线程在访问一个集合的时候,另一个线程改变了这个集合。就会抛出ConcurrentModification异常,这就是fail-fast机制。在遍历的时候我们使用的是迭代器,迭代器有3个变量:cursor:即将遍历到的下一个元素的下标。lsatRet:表示刚刚遍历过的元素的下标。expectedModCount = modCount:modCount用来记录操作集合的时候,对集合的修改次数。在操作集合的过程中,expectedModCount != modCount 就会抛出异常,产生fail-fast。

      • fail-safe:在java.util.concurrent包下的类都是安全失败的。它不会抛出异常。使用迭代器遍历的时候会复制一个集合,而修改的时候是对原集合进行修改的,所以就不会触发ConcurrenModification异常。

     

    16、HashMap和Hashtable有什么区别?

      •  Hashtable是线程安全的,不支持null的key和null的value。使用 Enumeration   进行枚举遍历,不会出现快速失败的问题。

      • HashMap是非线程安全的,支持null的key和value,使用iterator迭代遍历。可能出现快速失败的问题

    17、ArrayList和LinkedList有什么区别?

            ArrayList使用动态数组的方式实现,他的访问效率比较快,但是删除的效率较慢

            LinkedList使用链表的方式实现,他的访问比较慢,但是他的插入删除的效率很快

     

    18、ArrayList,Vector,LinkedList的存储性能和特性是什么?

      • ArrayList:使用动态数组的方式进行储存,当容量不够的时候会自动扩容到1.5倍。它的读取速度很快。

      • Vector是线程安全的。但这个类已经过时了。他的性能比ArrayList差

      • LinkedList使用双向链表进行储存,因为他的删除和插入的效率比较快

    19、Collection 和 Collections的区别。

      •   Conllection是一个集合类的顶级接口。

      • Collections是一个集合的工具类,提供了一些静态的方法,对集合进行了排序,搜索等等

    20、List、Map、Set三个接口存取元素时,各有什么特点?

            list添加用add方法,获取使用迭代器或者get()方法

            set添加用add方法,获取使用迭代器

            map添加使用put方法,获取使用get

    21. 怎么求两个集合的并集、交集、差集

            并集:使用set,A.addAll(B)

            交集:A.retaili(B)交集在集合A中

            差集:去掉集合中包含另一个集合的值A.removeAll(B)。

     

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