集合常见面试题

一.List,Set,Map集合是否都继承自Collection接口

1.List，Set和Map的基本概念

• List：一个有序集合（也称序列）。List中的元素是有序的，且可以重复。List接口的常用实现类由ArrayList，LinkedList等。
• Set：一个不包含重复元素的集合。Set中的元素是无序的（虽然某些Set实现可能会维护元素的某种顺序，但这并不是Set接口的契约）。Set接口的常用实现类由HashSet，TreeSet。
• Map：一个键值对映射。Map中的每一个元素都是一个键值对（Key-value），键（key）是唯一的，而值（value）可以是重复的。Map接口的常用实现类有HashMap，TreeMap。

2.List和Set

• List和Set都是Collection接口的子接口。
• 这意味着实现了List或Set接口的类都自动实现了Collection接口中定义的方法，如add(),remove(),contains(),size()等。

3.Map

• Map接口并不继承自Collection接口。
• Map表示一个键值对映射，而不是一个元素集合。因此，他又自己的方法来操作键值对，如put(),get(),remove()等。

二.阐述ArrayList，Vector，LinkedList的存储性能和特性

1.ArrayList

• 存储性能：ArrayList基于动态数组实现，这意味着它在内存中分配一个数组来存储元素。当数组的容量不足以容纳更多元素时，ArrayList会创建一个更大的数组，并将旧数组中的所有元素复制到新数组中。
• 添加和删除：在列表的末尾添加元素或访问元素时，ArrayList通常提供很好的性能。但是，如果在列表的中间或开始添加或删除元素，性能会下降，因为这需要移动插入点之后的所有元素。
• 随机访问：ArrayList支持快速随机访问，即通过索引直接访问元素，这使得get和set操作非常快。
• 线程安全：ArrayList不是线程安全的。

2.Vector

• 存储性能：Vector也是基于动态数组实现的，与ArrayList相似，但它是同步的，即它的所有公共方法都是线程安全的。
• 添加和删除：由于同步机制，Vector在添加或删除元素时可能会比ArrayList慢，因为每次都需要获取锁。
• 随机访问：与ArrayList一样，Vector也支持快速访问
• 线程安全：Vector是线程安全的，这种安全性是以牺牲性能换取的。

3.LinkedList

• 存储性能：LinkedList是基于双向链表实现的，每个元素都包含对前一个和后一个元素的引用。
• 添加和删除：LinkedList在列表的任何位置添加或删除元素都非常高效，因为它只需要改变几个节点的引用。但是，由于需要遍历链表来找到插入点，所以添加和删除元素的性能可能会受到列表大小的影响。
• 随机访问：LinkedList不支持快速随机访问，因为要访问特定索引的元素，可能需要从头到尾遍历链表，这使得get和set操作比ArrayList慢。
• 线程安全：LinkedList不是线程安全的。

4.总结：

• 如果你需要频繁的随机访问元素，并且不关心线程安全，那么ArrayList是一个好的选择。
• 如果你需要线程安全的集合，并且可以接受性能上的折中，那么可以选择Vector。
• 如果你需要频繁的在列表中插入或删除元素，尤其是在列表的开始或中间位置，那么LinkedList是一个好的选择。

三.Collection和Collections的区别

1.Collection：

• Collection是一个接口，他是Java集合框架中最基本的接口之一。
• 它定义了一组方法，这些方法可以对集合进行操作，如添加，删除，遍历等。
• Collection接口是List，Set和Queue等其他集合接口的父接口。
• 他提供了一些通用的方法，如add(),remove(),contains(),size(),isEmpty(),iterator()等。

2.Collections：

• Collections是一个包含静态方法的工具类，它提供了一系列操作或返回各种类型的Collections实例的方法。
• 它位于java.util包中，用于操作或返回集合实例，而不是定义集合的结构。
• Collections类中包括的方法：
  • 排序方法：如sort(),reverseOrder()等
  • 搜索和修改方法：binarySearch(),max(),min()等
  • 同步包装器：synchronizedList(),synchronizedSet(),用于提供线程安全的集合试图
  • 空集合：如emptyList(),emptySet()等，返回不可变的空集合

3.区别：

• Collection是一个接口，定义了集合的行为和操作。
• Collections是一个工具类，提供了一系列静态方法来操作或返回集合。

四.List，Set，Map三个接口存取元素时，各有什么特点？

1.存放时：

List存放元素可以重复，存放元素是有序的（按插入顺序）

• ArrayList，Vector（线程安全），根据特定的索引来存放元素。
• linkedList：队列的实现，元素总是存放于尾部。
• 方法：add(E e) :将指定的元素添加到此列表的尾部。add(int index, E element) :将指定的元素插入此列表中的指定位置。offer(E e) :将指定元素添加到此列表的末尾（最后一个元素）等。

Set存放元素不可重复

• HashSet存放元素时无序的，根据元素hashcode存放元素；
• LinkedHashSet存放元素是有序的，根据元素hashcode存放元素，但在HashSet的基础上同时使用链表，保证插入顺序。
• TreeSet存放元素是有序的，根据指定数据内容存放，利用红黑树进行排序。

Map键值对，键不可重复，值可重复

• HashMap，HashMap（线程安全）存放元素无序，根据键的hashcode存放键值对；
• LinkedHashMap存放键值对有序，根据键的hashcode存放键值对，但在HashMap的基础上同时使用链表，保证插入顺序。
• TreeMap存放键值对是有序的，根据键的指定内容存放，利用红黑树进行排序。

2.取出时：

List取出元素

（1）get(index)、poll()、peek()等方法；
（2）for循环；
（3）foreach循环；
（4）Iterator迭代器迭代。

Set取出元素

（1）foreach循环；
（2）Iterator迭代器迭代。

Map取出元素

（1）get(key)方法；
（2）entrySet()获得Set<Map.Entry<K,V>>，然后进行Set集合迭代；
（3）keySet()获得Set，然后结合get(key)方法，进行Set集合迭代；
（4）.foreach(new BiConsumer(){})，进行迭代。