Java面试题——集合（主要包含Collection部分，Map部分单写）

一、集合

 1、什么是集合？

　　集合是存储数据的容器，这里的数据指的是对象，可以存储不同的对象，并且长度可变。

2、集合与数组的区别？

  • 数组的长度是固定的，集合的长度是可变的
  • 数组可以存储基本数据类型，也可以存储引用数据类型，集合只能存储引用数据类型
  • 数组存储的元素必须是同一个数据类型，集合存储的对象可以是不同类型。　　

3、哪些集合是线程安全的？

　　SHE+v

  • Stack：堆栈类，先进后出
  • HashTable：就比HashMap多了个线程安全
  • enumeration：枚举，相当于迭代器
  • Vetor就比ArrayList多了个同步机制（线程安全），但因为效率低，已经很少使用了　　　　

二、Colletion接口

1、 Iterator和ListIterator有什么区别？　

  • Iterator可以遍历List和Set的集合，而ListIterator只能遍历List集合
  • Iterator只支持单向遍历，而ListIterator支持双向遍历（前/后）
  • ListIterator实现Iterator接口，又添加了一些额外功能，如添加一个元素，替换一个元素。

2、遍历List的方式

　遍历方法：

  1. for循环遍历：基于计数器，集合外部维护着一个计数器，然后依次读取每个元素，直到读到最后一个元素即可
  2. Iterator遍历：Iterator是面向对象的一种设计模式，目的是屏蔽不同集合的特点，统一遍历集合接口，Collection中采用的迭代器模式。
  3. foreach：内部还是使用了迭代器的方式实现，使用时不需要显示的声明迭代器和计数器，优点是代码简洁，不易出错，缺点是，在遍历的时候不能操作集合，如增删改，否则会报并发异常

　最佳方法：Java Collection接口中提供了RandomAccess 接口，用于标记集合是否支持RandomAccess接口

  1. 如果一个集合实现了该接口，则它支持快速随机访问，按位置读取元素的平均时间复杂度是O(1)，如ArrayList
  2. 如果集合没有实现该接口，表示不支持RandomAccess接口，如LinkedList

　　　　综上：推荐的做法是，如果集合支持RandomAccess可以使用for遍历，否则使用Iterator/foreach遍历。

3、说下ArrayList的优缺点

　增删慢，查找快

　优点：

  • ArrayList底层采用数组实现，是一种随机访问模式，并且实现了RandomAccess接口，因此查找的速度非常快
  • ArrayList顺序添加元素非常方便　　

　缺点：

  • 删除元素的时候需要做元素的复制操作，如果元素很多的话，很消耗性能
  • 插入元素的时候，同样遇到上面的问题，移动元素，让出插入位置

4、数组与List之间的转换

  • 数组转List：使用Arrays.asList方法
  • List转数组：使用toArray方法
 List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
 list.add(11);
 list.add(22);
 list.add(33);

 Object[] objects = list.toArray();  //list->[]

 String []strs = new String[]{
   "aa","bb"};
 List<String> strings = Arrays.asList(strs);   //[]->list

 

5、ArrayList与LinkedList之间的区别

  • 数据结构：ArrayList底层采用的是数组实现，LinkedList底层采用的是双向链表实现
  • 数据访问：ArrayList要优于LinkedList，因为ArrayList底层采用数组实现，LinkedList采用线性的链式存储结构，需要移动指针来访问。
  • 增删效率：LinkedList要优于ArrayList，ArrayList增删要复制元素，影响其它数组元素的下标，而LinkedList只需要移动指针。
  • 线程安全：ArrayList和LinkedList都是线程不同步的，都不能保证线程安全。
  • 内存空间：ArrayList 内存空间会耗费在列表后面的预留空间；LinkedList 内存空间会耗费在每个数据要多存储一个前驱和后继。

　　综上：如果对集合元素增删比较频繁的话推荐使用LinkedList，查找比较频繁的话推荐使用ArrayList。　　

6、多线程场景下使用ArrayList

　　由于ArrayList非线程安全，多线程的场景下使用ArrayList，可能会出现问题，可以使用Collections的synchronizedList方法将其转成一个线程安全的List再使用

  List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
  list.add(11);
  list.add(22);
  list.add(33);

  List<Integer> integers = Collections.synchronizedList(list);
  integers.add(44);

7、List与Set的区别

　List和Set都继承与Collection接口

　特点：

　　List：一个有序（存入和取出的顺序一致）的容器，可以插入Null值，可以有重复元素，元素都有索引，常用的实现类有ArrayList，LinkedList，Vector.

　　Set：一个无序（存入和取出的顺序可能不一致）的容器，不允许重复元素，只允许存入一个NULL值，必须保证元素的的唯一性，Set常见的实现类有HashSet，LinkedHashSet，TreeSet.

　遍历：

　　List因为是有序的，所以支持使用for，也就是通过下标进行遍历，迭代器遍历，而Set只支持迭代器遍历，因为他是无序的，无法通过下标来获取值。

8、说一下HashSet的实现原理，

　　HashSet是基于HashMap实现的，HashSet的值存放在HashMap的 key 上，相关的HashSet的操作，基本上都是直接调用底层的HashMap的相关方法来实现的，并且HashSet不可重复，是无序的

9、说一下HashSet如何检查重复，如何保证数据不可重复？

　　说在前面：HashSet是Set的实现，不是Map接口下的实现。。。。
　　HashSet的add方法底层使用HashMap的put方法来插入数据，判断数据是否存在的依据，不仅要比较hashcode值还要equals方法。
　　HashSet部分源码：

private static final Object PRESENT = new Object();
private transient HashMap<E,Object> map;

public HashSet() {
   
    map = new HashMap<>();
}

public boolean add(E e) {
   
    // 调用HashMap的put方法,PRESENT是一个至始至终都相同的虚值
    return map.put(e, PRESENT)==null;
}

 

　　HashMap的key是唯一的，由源码可知HashSet的key就是使用HashMap的key，如果HashSet中遇到相同的key时，对于新的value就会覆盖旧的value，返回旧的value，所以是不会重复的。
　　HashMap比较key是否相等是先比较hashcode，再equals。

　　<mark>回顾hashcode和equals。</mark>
　　Java对hashcode()和equals()有以下规定：

  1. 如果两个对象相等，则它们的hashcode()一定相等
  2. 如果两个对象相等，则它们的equals也返回true
  3. 如果两个对象的hashcode相等，但是它们不一定相等。

　　综上：我们再重写equals时，规定也必须重写hashcode
　　hashcode()的默认行为是对堆上的对象产生独特值，如果没有重写hashcode()，无论如何两个对象都不会相等（即使两个对象指向相同的数据）
　　== 与 equals的区别

    • == 是判断两个变量或实例是否指向相同的内存地址，equals是判断两个变量或实例指向的内存地址对应的值是否相等
    • ==是对内存地址进行比较，equals是对字符串进行比较
    • ==是比较引用是否相同，equals是值是否相同

10、 HashSet和HashMap的区别？

　　

HashMapHashSet
实现Map接口 实现Set接口
存储键值对 存储对象
调用put方法向map中添加元素 调用add方法向Set中添加元素
HashMap使用key来计算hashcode值 HashSet使用成员对象来计算hashcode值，如果相等则在调用equals判断，如果对象不同的话，返回false
HashMap相比HashSet快，因为它是使用唯一的key来获取值 HashSet比HashMap稍慢点

11、comparable和comparator的区别

  1. comparable在java.lang.Comparable它有一个comparaTo方法用于排序；comparator在java.util包中，它有一个compare(Object obj1,Object obj2)用于排序
  2. 如果实现类没有实现comparable接口或者实现了comparable接口但是不满足于comparable接口提供的compareTo方法，我们可以自定义比较方法，只需要实现Comparator接口重写compare(Object obj1,Object obj2)方法。
  3. comparable需要比较对象来实现接口，使用对象调用方法来比较对象，需要改变对象内部结构(重写compareTo)，耦合度高。comparator相当于一个通用的比较工具接口，需要定制一个比较类去实现它，重写里面的compare方法，方法参数即比较的对象，对象不用做任何的改变，解耦。

12、Collection和Collections的区别

　　Collection是java.utils.Collectioni的集合接口，也是集合的顶级接口，它提供了对集合对象的基本操作和通用方法，Collection类在Java类库中有很多体现，直接实现类有List，Set。
　　Collections：是集合类的一个工具类，提供了一系列的静态方法，用于对集合中的元素进行排序，搜索等操作。

 

三、Map

1、Hashtable和ConcurrentHashMap有什么区别？　

　　锁分段技术：首先将数据分成一段一段的存储，然后给每一段数据配一把锁，当一个线程占用锁访问其中一个段数据的时候，其他段的数据也能被其他线程访问。 

　　ConcurrentHashMap提供了与Hashtable和SynchronizedMap不同的锁机制。Hashtable中采用的锁机制是一次锁住整个hash表，从而在同一时刻只能由一个线程对其进行操作；而ConcurrentHashMap中则是一次锁住一个桶。

　　ConcurrentHashMap默认将hash表分为16个桶，诸如get、put、remove等常用操作只锁住当前需要用到的桶。这样，原来只能一个线程进入，现在却能同时有16个写线程执行，并发性能的提升是显而易见的。

2、Vector、Collections.synchronizedList 和CopyOnWriteArrayList有什么区别？　

　　ArrayList是线程不安全的，但是有几个与它结构相似的容器是线程安全的：　Vector、Collections.synchronizedList 和CopyOnWriteArrayList

　　下面分别说一下这几个线程安全的容器的区别：

　　Vector：它几乎在每个方法声明处都加了synchronized关键字来使容器安全

　　Collections.synchronizedList：也是几乎都是每个方法都加上synchronized关键字的，只不过它不是加在方法的声明处，而是方法的内部

　　CopyOnWriteArrayList：

原文入口：https://blog.nowcoder.net/n/62973d62e5214fc4aebc1df8cdd571dd#11__5

　

posted @ 2021-07-08 10:50  潜跃  阅读(212)  评论(0)  编辑  收藏  举报