每日面试题总结 day05

基础知识集合

1、ArrayList 和 Vector 的区别是什么？

• 这两个类都实现了 List 接口（List 接口继承了 Collection 接口），他们都是有序集合

  • 线程安全：Vector 使用了 Synchronized 来实现线程同步，是线程安全的，而 ArrayList 是非线程安全的。
  • 性能：ArrayList 在性能方面要优于 Vector。
  • 扩容：ArrayList 和 Vector 都会根据实际的需要动态的调整容量，只不过在 Vector 扩容每次会增加 1 倍，而 ArrayList 只会增加 50%。

• Vector类的所有方法都是同步的。可以由两个线程安全地访问一个Vector对象、但是一个线程访问Vector的话代码要在同步操作上耗费大量的时间。

• Arraylist不是同步的，所以在不需要保证线程安全时时建议使用Arraylist。

2、List和Set的区别：

• List , Set 都是继承自Collection接口

• List 特点：一个有序（元素存入集合的顺序和取出的顺序一致）容器，元素可以重复，可以插入多个null元素，元素都有索引。常用的实现类有 ArrayList、LinkedList 和 Vector。

• Set 特点：一个无序（存入和取出顺序有可能不一致）容器，不可以存储重复元素，只允许存入一个null元素，必须保证元素唯一性。Set 接口常用实现类是 HashSet、LinkedHashSet 以及TreeSet。

• 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

  • Set：检索元素效率低下，删除和插入效率高，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，查找元素效率高，插入删除元素效率低，因为会引起其他元素位置改变。

3、说一下 HashSet 的实现原理？

• HashSet 是基于 HashMap 实现的，HashSet的值存放于HashMap的key上，HashMap的value统一为present，因此 HashSet 的实现比较简单，相关 HashSet 的操作，基本上都是直接调用底层HashMap 的相关方法来完成，HashSet 不允许重复的值。

4、HashSet如何检查重复？HashSet是如何保证数据不可重复的？

• 向HashSet 中add ()元素时，判断元素是否存在的依据，不仅要比较hash值，同时还要结合equles 方法比较。

• HashSet 中的add ()方法会使用HashMap 的put()方法。

• HashMap 的 key 是唯一的，由源码可以看出 HashSet 添加进去的值就是作为HashMap 的key，并且在HashMap中如果K/V相同时，会用新的V覆盖掉旧的V，然后返回旧的V。所以不会重复（HashMap 比较key是否相等是先比较hashcode 再比较equals ）。

• 以下是HashSet 部分源码：

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

//创建HashSet的构造方法
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;
}

5、hashCode（）与equals（）的相关规定：

1. 如果两个对象相等，则hashcode一定也是相同的（hashCode是jdk根据对象的地址或者字符串或者数字算出来的int类型的数值）
2. 两个对象相等,对两个equals方法返回true
3. 两个对象有相同的hashcode值，它们也不一定是相等的
4. 综上，equals方法被覆盖过，则hashCode方法也必须被覆盖
5. 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()，则该class的两个对象无论如何都不会相等（即使这两个对象指向相同的数据）。

6、说一下HashMap的实现原理？

• HashMap概述： HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步实现。

• HashMap的数据结构： 在Java编程语言中，最基本的结构就是两种，一个是数组，另外一个是模拟指针（引用），所有的数据结构都可以用这两个基本结构来构造的，HashMap也不例外。HashMap实际上是一个“链表散列”的数据结构，即数组和链表的结合体。

• HashMap 基于 Hash 算法实现的的
  1. 当我们往HashMap中put元素时，利用key的hashCode重新hash计算出当前对象的元素在数组中的下标

  2. 存储时，如果出现hash值相同的key，此时有两种情况。

  (1)如果key相同，则覆盖原始值
  (2)如果key不同（出现冲突），则将当前的key-value放入链表中

  3. 获取时，直接找到hash值对应的下标，在进一步判断key是否相同，从而找到对应值。

  4. 理解了以上过程就不难明白HashMap是如何解决hash冲突的问题，核心就是使用了数组的存储方式，然后将冲突的key的对象放入链表中，一旦发现冲突就在链表中做进一步的对

• 需要注意Jdk 1.8中对HashMap的实现做了优化，当链表中的节点数据超过八个之后，该链表会转为红黑树来提高查询效率，从原来的O(n)到O(logn).

7、 为什么HashMap中String、Integer这样的包装类适合作为K？

• String、Integer等包装类的特性能够保证Hash值的不可更改性和计算准确性，能够有效的减少Hash碰撞的几率
  • 都是final类型，即不可变性，保证key的不可更改性，不会存在获取hash值不同的情况
  • 内部已重写了 equals() 、 hashCode() 等方法，遵守了HashMap内部的规范（不清楚可以去上面看看putValue的过程），不容易出现Hash值计算错误的情

8、 Array 和 ArrayList 有何区别？

• Array 可以存储基本数据类型和对象，ArrayList 只能存储对象。
• Array 是指定固定大小的，而 ArrayList 大小是自动扩展的。
• Array 内置方法没有 ArrayList 多，比如 addAll、removeAll、iteration 等方法只有 ArrayList有。

9、TreeMap 和 TreeSet 在排序时如何比较元素？Collections 工具类中的 sort()方法如何比较元素？

• TreeSet 要求存放的对象所属的类必须实现 Comparable 接口，该接口提供了比较元素的compareTo()方法，当插入元素时会回调该方法比较元素的大小。TreeMap 要求存放的键值对映射的键必须实现 Comparable 接口从而根据键对元素进 行排 序。

• Collections 工具类的 sort 方法有两种重载的形式

  • 第一种要求传入的待排序容器中存放的对象比较实现 Comparable 接口以实现元素的比较；
  • 第二种不强制性的要求容器中的元素必须可比较，但是要求传入第二个参数，参数是Comparator接口的子类型（需要重写 compare 方法实现元素的比较），相当于一个临时定义的排序规则，其实就是通过接口注入比较元素大小的算法，也是对回调模式的应用（Java 中对函数式编程的支持）。

10、HashMap和HashTable对比

1. HashTable线程同步，HashMap非线程同步。

2. HashTable不允许<键,值>有空值，HashMap允许<键,值>有空值。

3. HashTable使用Enumeration，HashMap使用Iterator。

4. HashTable中hash数组的默认大小是11，增加方式的old*2+1，HashMap中hash数组的默认大小是16，增长方式是2的指数倍。

5. HashMap jdk1.8之前list + 链表 jdk1.8之后list + 链表,当链表长度到8时，转化为红黑树

6. HashMap链表插入节点的方式 在Java1.7中，插入链表节点使用头插法。Java1.8中变成了尾插法

7. Java1.8的hash()中，将hash值高位（前16位）参与到取模的运算中，使得计算结果的不确定性增强，降低发生哈希碰撞的概率