Java集合框架常见面试题

  • 1.List、Set和Map三者之间的区别 ![各种集合及其实现关系](https://s2.51cto.com/images/blog/202307/18212731_64b693439853e99769.jpg?x-oss-process=image/watermark,size_16,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_30,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=)
  • 2.Arraylist 与 LinkedList 区别?
  • 3.HashMap 和 Hashtable 有什么区别？
  • 4.Array 和 ArrayList 有何区别？
  • 5.如何实现 Array 和 List 之间的转换？
  • 6.comparable 和 comparator的区别
  • 7.Collection 和 Collections 有什么区别？
  • 8.说一下 ArrayList 的优缺点
  • 9.如何选用集合?
  • 10.为什么Map接口不继承Collection 接口?
  • 11.HashSet如何检查重复
  • 12.哪些集合类是线程安全的？
  • 13.遍历一个 List 有哪些不同的方式？每种方法的实现原理是什么？
  • 14.Iterator 怎么使用？有什么特点？


1.List、Set和Map三者之间的区别

java 常用架构面试题 java面试题框架_删除元素

java 常用架构面试题 java面试题框架_删除元素_02

2.Arraylist 与 LinkedList 区别?

  • 是否保证线程安全： ArrayList 和 LinkedList 都是不同步的，也就是不保证线程安全；
  • 底层数据结构： Arraylist 底层使用的是 Object 数组；LinkedList 底层使用的是 双向链表 数据结构
  • 插入和删除是否受元素位置的影响： ① ArrayList 采用数组存储，所以插入和删除元素的时间复杂度受元素位置的影响。 比如：执行add(E e)方法的时候， ArrayList 会默认在将指定的元素追加到此列表的末尾，这种情况时间复杂度就是O(1)。但是如果要在指定位置 i 插入和删除元素的话（add(int index, E element)）时间复杂度就为 O(n-i)。因为在进行上述操作的时候集合中第 i 和第 i 个元素之后的(n-i)个元素都要执行向后位/向前移一位的操作。 ② LinkedList 采用链表存储，所以插入，删除元素时间复杂度不受元素位置的影响，都是近似 O（1）而数组为近似 O（n）。
  • 是否支持快速随机访问： LinkedList 不支持高效的随机元素访问，而 ArrayList 支持。快速随机访问就是通过元素的序号快速获取元素对象(对应于get(int index)方法)。
  • 内存空间占用： ArrayList的空 间浪费主要体现在在list列表的结尾会预留一定的容量空间，而LinkedList的空间花费则体现在它的每一个元素都需要消耗比ArrayList更多的空间（因为要存放直接后继和直接前驱以及数据）。

3.HashMap 和 Hashtable 有什么区别？

  • 线程是否安全： HashMap 是非线程安全的，HashTable 是线程安全的；HashTable 内部的方法基本都经过 synchronized 修饰。（如果你要保证线程安全的话就使用 ConcurrentHashMap 吧！）；
  • 效率： 因为线程安全的问题，HashMap 要比 HashTable 效率高一点。另外，HashTable 基本被淘汰，不要在代码中使用它；
  • 对Null key 和Null value的支持： HashMap 中，null 可以作为键，这样的键只有一个，可以有一个或多个键所对应的值为 null。。但是在 HashTable 中 put 进的键值只要有一个 null，直接抛出 NullPointerException。
  • 初始容量大小和每次扩充容量大小的不同 ： ①创建时如果不指定容量初始值，Hashtable 默认的初始大小为11，之后每次扩充，容量变为原来的2n+1。HashMap 默认的初始化大小为16。之后每次扩充，容量变为原来的2倍。②创建时如果给定了容量初始值，那么 Hashtable 会直接使用你给定的大小，而 HashMap 会将其扩充为2的幂次方大小。也就是说 HashMap 总是使用2的幂作为哈希表的大小。

4.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。
    对于基本类型数据，集合使用自动装箱来减少编码工作量。但是，当处理固定大小的基本数据类型的时候，这种方式相对比较慢。

5.如何实现 Array 和 List 之间的转换？

  • Array 转 List： Arrays. asList(array) ；
  • List 转 Array：List 的 toArray() 方法。

6.comparable 和 comparator的区别

  • comparable接口实际上是出自java.lang包，它有一个 compareTo(Object obj)方法用来排序
  • comparator接口实际上是出自 java.util 包，它有一个compare(Object obj1, Object obj2)方法用来排序

一般我们需要对一个集合使用自定义排序时，我们就要重写compareTo方法或compare方法，当我们需要对某一个集合实现两种排序方式，比如一个song对象中的歌名和歌手名分别采用一种排序方法的话，我们可以重写compareTo方法和使用自制的Comparator方法或者以两个Comparator来实现歌名排序和歌星名排序，第二种代表我们只能使用两个参数版的Collections.sort().

7.Collection 和 Collections 有什么区别？

  • java.util.Collection 是一个集合接口（集合类的一个顶级接口）。它提供了对集合对象进行基本操作的通用接口方法。Collection接口在Java 类库中有很多具体的实现。Collection接口的意义是为各种具体的集合提供了最大化的统一操作方式，其直接继承接口有List与Set。
  • Collections则是集合类的一个工具类/帮助类，其中提供了一系列静态方法，用于对集合中元素进行排序、搜索以及线程安全等各种操作。

8.说一下 ArrayList 的优缺点

ArrayList的优点如下：

  • ArrayList 底层以数组实现，是一种随机访问模式。ArrayList 实现了 RandomAccess 接口，因此查找的时候非常快。
  • ArrayList 在顺序添加一个元素的时候非常方便。

ArrayList 的缺点如下：

  • 删除元素的时候，需要做一次元素复制操作。如果要复制的元素很多，那么就会比较耗费性能。
  • 插入元素的时候，也需要做一次元素复制操作，缺点同上。

ArrayList 比较适合顺序添加、随机访问的场景。

9.如何选用集合?

（1）主要根据集合的特点来选用，比如我们需要根据键值获取到元素值时就选用 Map 接口下的集合，需要排序时选择 TreeMap,不需要排序时就选择 HashMap,需要保证线程安全就选用 ConcurrentHashMap。
（2）当我们只需要存放元素值时，就选择实现Collection 接口的集合，需要保证元素唯一时选择实现 Set 接口的集合比如 TreeSet 或 HashSet，不需要就选择实现 List 接口的比如 ArrayList 或 LinkedList，然后再根据实现这些接口的集合的特点来选用。

10.为什么Map接口不继承Collection 接口?

  • Set是无序集合，并且不允许重复的元素
  • List是有序的集合，并且允许重复的元素
  • 而Map是键值对
  • 它被视为是键的set和值的set的组合
  • Map被设计为键值对的集合，所以不需要继承Collection 接口

11.HashSet如何检查重复

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。

hashCode（）与equals（）的相关规定：

  • 如果两个对象相等，则hashcode一定也是相同的
    两个对象相等,对两个equals方法返回true
    两个对象有相同的hashcode值，它们也不一定是相等的
    综上，equals方法被覆盖过，则hashCode方法也必须被覆盖
    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）。

==与equals的区别

  • ==是判断两个变量或实例是不是指向同一个内存空间 equals是判断两个变量或实例所指向的内存空间的值是不是相同
  • ==是指对内存地址进行比较 equals()是对字符串的内容进行比较
  • ==指引用是否相同 equals()指的是值是否相同

12.哪些集合类是线程安全的？

  • vector：就比arraylist多了个同步化机制（线程安全），因为效率较低，现在已经不太建议使用。在web应用中，特别是前台页面，往往效率（页面响应速度）是优先考虑的。
  • statck：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。

13.遍历一个 List 有哪些不同的方式？每种方法的实现原理是什么？

遍历方式有以下几种：

  • for 循环遍历，基于计数器。在集合外部维护一个计数器，然后依次读取每一个位置的元素，当读取到最后一个元素后停止。
  • 迭代器遍历，Iterator。Iterator 是面向对象的一个设计模式，目的是屏蔽不同数据集合的特点，统一遍历集合的接口。Java 在 Collections 中支持了 Iterator 模式。
  • foreach 循环遍历。foreach 内部也是采用了 Iterator 的方式实现，使用时不需要显式声明 Iterator 或计数器。优点是代码简洁，不易出错；缺点是只能做简单的遍历，不能在遍历过程中操作数据集合，例如删除、替换。

14.Iterator 怎么使用？有什么特点？

Java中的Iterator功能比较简单，并且只能单向移动：

  • 使用方法iterator()要求容器返回一个Iterator。第一次调用Iterator的next()方法时，它返回序列的第一个元素。注意：iterator()方法是java.lang.Iterable接口,被Collection继承。
  • 使用next()获得序列中的下一个元素。
  • 使用hasNext()检查序列中是否还有元素。
  • 使用remove()将迭代器新返回的元素删除。

Iterator是Java迭代器最简单的实现，为List设计的ListIterator具有更多的功能，它可以从两个方向遍历List，也可以从List中插入和删除元素。