Java集合框架面試題

常見集合

集合可以看作是一種容器，用來存儲對象信息。
數組和集合的區別：
(1)數組長度不可變化而且無法保存具有映射關系的數據；集合類用于保存數量不確定的數據，以及保存具有映射關系的數據。
(2)數組元素既可以是基本類型的值，也可以是對象；集合只能保存對象。
Java集合類主要由兩個接口Collection和Map。
Collection接口派生出來的常用集合有：

• (主要)ArrayList、LinkedList
• (次要)HashSet、TreeSet、Vector(過去式)
  Map接口派生出來的常用集合有：
• (主要)HashMap
• (次要)TreeMap

簡要說明List、Set、Map的區別
List集合：有序、可重復集合，集合中每個元素都有其對應的順序索引。
實現List接口的集合主要有：ArrayList、LinkedList、Vector。

Set集合：有序，不可重復集合，重復元素會覆蓋掉。
實現Set接口的集合主要有：HashSet、TreeSet。

Map集合：以鍵值對的方式存儲，元素無存入順序，元素不可重復，重復元素會覆蓋掉，key、value都可以為null
實現Map接口的集合主要有：HashMap、HashTable、TreeMap。

(1)ArrayList
ArrayList是一個動態數組，也是我們最常用的集合，是List類的典型實現。它允許任何符合規則的元素插入甚至包括null。每一個ArrayList都有一個初始容量10，該容量代表了數組的大小。隨著容器中的元素不斷增加，容器的大小也會隨著增加。在每次向容器中增加元素的同時都會進行容量檢查，當快溢出時，就會進行擴容操作。所以如果我們明確所插入元素的多少，最好指定一個初始容量值，避免過多的進行擴容操作而浪費時間、效率。

(2)LinkedList
LinkedList是List接口的另一個實現，除了可以根據索引訪問集合元素外，LinkedList還實現了Deque接口，可以當作雙端隊列來使用，也就是說，既可以當作“?！笔褂?#xff0c;又可以當作隊列使用。

(3)Vector
與ArrayList相似，但是Vector是同步的。所以說Vector是線程安全的動態數組。它的操作與ArrayList幾乎一樣。

(4)HashSet
HashSet是不能保證元素的順序，不是線程同步的集合，如果多線程操作HashSet集合，則應通過代碼來保證其同步，集合元素值可以是null

(5)TreeSet
TreeSet可以保證元素處于排序狀態，它采用紅黑樹的數據結構來存儲集合元素。TreeSet支持兩種排序方法：自然排序和定制排序，默認采用自然排序。

(6)HashMap
HashMap基于hashing原理，通過put()和get()方法存儲和獲取對象。當我們將鍵值對傳遞給put()方法時，它調用建對象的hashCode()方法來計算hashCode值，然后找到bucket位置來儲存值對象。當獲取對象時，通過建對象的equals()方法找到正確的鍵值對，然后返回對象。HashMap使用鏈表來解決碰撞問題，當發生碰撞了，對象將會存儲在鏈表的下一個節點中。

(7)HashTable
與HashMap的關系完全類似于ArrayList與Vertor，HashMap是線程不安全，HashTable是線程安全的，HashMap可以使用null值最為key或value；Hashtable不允許使用null值作為key和value，如果把null放進HashTable中，將會發生空指針異常。

(8)TreeMap
一個紅黑樹的數據結構，每個key-value對作為紅黑樹的一個節點。TreeMap存儲key-value對時，需要根據key對節點進行排序。

面試常問

1. ArrayList和Vector的區別。

Vector：線程安全，數據增長原來的2倍。
ArrayList：非線程安全，數據增長沒有明確規定，從源碼來看是增長原來的1.5倍。

2. HashMap和HashTable的區別。

• 線程安全性不同：HashMap非線程安全，HashTable線程安全
• 繼承的父類不同：Hashtable繼承自Dictionary類，而HashMap繼承自AbstractMap類。但二者都實現了Map接口。
• key和value是否允許null值：Hashtable中，key和value都不允許出現null值
• 兩個遍歷方式的內部實現上不同

3. ArrayList,Vector,LinkedList的存儲性能和特性。

ArrayList和Vector都是使用數組方式存儲數據，此數組元素數大于實際存儲的數據以便增加和插入元素，它們都允許直接按序號索引元素，但是插入元素要涉及數組元素移動等內存操作，所以索引數據快而插入數據慢，Vector由于使用了synchronized方法線程安全，性能上比ArrayList差。
而LinkedList使用雙向鏈表實現存儲，按序號索引數據需要進行前向或后向遍歷，所以索引數據較慢，但是插入數據時只需要記錄本項的前后項即可，所以插入速度較快。

4. HashMap的數據結構。

jdk1.7：Hashmap實際上是一個數組和鏈表的散列表
jdk1.8：當鏈表中的元素超過了 8 個以后，會將鏈表轉換為紅黑樹

5. HashMap的工作原理是什么？

以鍵值對(key-value)的形式存儲元素的。HashMap需要一個hash函數，它使用hashCode()和equals()方法來向集合/從集合添加和檢索元素。當調用put()方法的時候，HashMap會計算key的hash值，然后把鍵值對存儲在集合中合適的索引上。如果key已經存在了，value會被更新成新值。HashMap的一些重要的特性是它的容量(capacity)，負載因子(loadfactor)和擴容極限(thresholdresizing)

6. HashMap什么時候進行擴容呢？

當hashmap中的元素個數超過數組大小loadFactor(加載因子)時，就會進行數組擴容，loadFactor的默認值為0.75。

7. List、Map、Set三個接口，存取元素時，各有什么特點？

List與Set具有相似性，它們都是單列元素的集合
Map與List和Set不同，它是雙列的集合
List表示有先后順序的集合
Set無法擁有重復元素
Map保存key-value值，value可多值

8. Set里的元素是不能重復的，那么用什么方法來區分重復與否呢?是用==還是equals()?它們有何區別?

Set里的元素是不能重復的，元素重復與否是使用equals()方法進行判斷的。equals()和==方法決定引用值是否指向同一對象equals()在類中被覆蓋，為的是當兩個分離的對象的內容和類型相配的話，返回真值。

9. 兩個對象值相同(x.equals(y)==true)，但卻可有不同的hashcode，這句話對不對？

對，如果對象要保存在HashSet或HashMap中，它們的equals相等，那么，它們的hashcode值就必須相等。如果不是要保存在HashSet或HashMap，則與hashcode沒有什么關系了，這時候hashcode不等是可以的，例如arrayList存儲的對象就不用實現hashcode，當然，我們沒有理由不實現，通常都會去實現的。

10. Java集合類框架的基本接口有哪些？

Collection：代表一組對象，每一個對象都是它的子元素。
Set：不包含重復元素的Collection。
List：有順序的collection，并且可以包含重復元素。
Map：可以把鍵(key)映射到值(value)的對象，鍵不能重復。

11. HashSet的底層實現是什么？

通過看源碼知道HashSet的實現是依賴于HashMap的，HashSet的值都是存儲在HashMap中的。在HashSet的構造法中會初始化一個HashMap對象，HashSet不允許值重復，因此，HashSet的值是作為HashMap的key存儲在HashMap中的，當存儲的值已經存在時返回false。

12. HashSet和TreeSet有什么區別？

HashSet是由一個hash表來實現的，因此，它的元素是無序的。add()，remove()，contains()TreeSet是由一個樹形的結構來實現的，它里面的元素是有序的。因此，add()，remove()，contains()方法的時間復雜度是O(logn)

13. 為什么集合類沒有實現Cloneable和Serializable接口？

克隆(cloning)或者是序列化(serialization)的語義和含義是跟具體的實現相關的。因此，應該由集合類的具體實現來決定如何被克隆或者是序列化。

14. 數組(Array)和列表(ArrayList)有什么區別？什么時候應該使用Array而不是ArrayList？

Array可以包含基本類型和對象類型，ArrayList只能包含對象類型。Array大小是固定的，ArrayList的大小是動態變化的。ArrayList處理固定大小的基本數據類型的時候，這種方式相對比較慢。

15. Collection和Collections的區別。

collection是集合類的上級接口,繼承與它的接口主要是set和list。collections類是針對集合類的一個幫助類.它提供一系列的靜態方法對各種集合的搜索,排序,線程安全化等操作。

16. Comparable和Comparator接口是干什么的？列出它們的區別。

Java提供了只包含一個compareTo()方法的Comparable接口。這個方法可以個給兩個對象排序。具體來說，它返回負數，0，正數來表明輸入對象小于，等于，大于已經存在的對象。
Java提供了包含compare()和equals()兩個方法的Comparator接口。compare()方法用來給兩個輸入參數排序，返回負數，0，正數表明第一個參數是小于，等于，大于第二個參數。equals()方法需要一個對象作為參數，它用來決定輸入參數是否和comparator相等。只有當輸入參數也是一個comparator并且輸入參數和當前comparator的排序結果是相同的時候，這個方法才返回true。總結：
學無止境，學習是一種態度，無論你是小白菜鳥，還是技術大牛，日常都不能夠落下學習這件事情，一旦落后下來，就容易遭到淘汰。

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總結

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