在面试的时候经常会被面试官问到集合相关的问题。虽然问题简单,我们的回答也应该准确、全面,而且回答也要能体现出我们扎实的基础知识。所以即使是简单的问题也应该要花心思去准备和回答。

 

问题1. List,Set,Map继承关系是怎么样的?常用的集合有哪些?

问题分析:此类问题可以从集合的继承关系上下手,这样既能做到思路清晰,也能一个不漏地回答。

集合有两个基本的接口Collection和Map,其继承关系如下图所示:

java集合queue Java集合面试_数组

图1.Collection的继承关系

java集合queue Java集合面试_java集合queue_02

图2.Map的继承关系

 

Collection集合下主要有List和Set两大接口

List: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: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。

Map是一个键值对集合,存储键、值和之间的映射。 Key无序,唯一;value 不要求有序,允许重复。Map没有继承于Collection接口,从Map集合中检索元素时,只要给出键对象,就会返回对应的值对象。Map 的常用实现类:HashMap、TreeMap、HashTable、LinkedHashMap、ConcurrentHashMap

 

问题2.集合框架的底层数据结构

List

Arraylist: Object数组

Vector: Object数组

LinkedList: 双向循环链表

Set

HashSet(无序,唯一):基于 HashMap 实现的,底层采用 HashMap 来保存元素

LinkedHashSet: LinkedHashSet 继承与 HashSet,并且其内部是通过 LinkedHashMap 来实现的。其内部是基于 Hashmap 实现,不过还是有一点点区别的。

TreeSet(有序,唯一): 红黑树(自平衡的排序二叉树。)

Map

HashMap: JDK1.8之前HashMap由数组+链表组成的,数组是HashMap的主体,链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的(“拉链法”解决冲突).JDK1.8以后在解决哈希冲突时有了较大的变化,当链表长度大于阈值(默认为8)时,将链表转化为红黑树,以减少搜索时间;

java集合queue Java集合面试_java集合queue_03

数组+链表示意

java集合queue Java集合面试_数组_04

Jdk1.8新增红黑树

LinkedHashMap:LinkedHashMap 继承自 HashMap,所以它的底层仍然是基于拉链式散列结构即由数组和链表或红黑树组成。另外,LinkedHashMap 在上面结构的基础上,增加了一条双向链表,使得上面的结构可以保持键值对的插入顺序。同时通过对链表进行相应的操作,实现了访问顺序相关逻辑。

HashTable: 数组+链表组成的,数组是 HashMap 的主体,链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的

TreeMap: 红黑树(自平衡的排序二叉树)

 

 

问题3.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;

List 支持for循环,也就是通过下标来遍历,也可以用迭代器;

set只能用迭代,因为他无序,无法用下标来取得想要的值;

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。

 

 

问题4.ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么?

数据结构实现:ArrayList 是动态数组的数据结构实现,而 LinkedList 是双向链表的数据结构实现;

随机访问效率:ArrayList 比 LinkedList 在随机访问的时候效率要高,因为 LinkedList 是线性的数据存储方式,所以需要移动指针从前往后依次查找;

增加和删除效率:在非首尾的增加和删除操作,LinkedList 要比 ArrayList 效率要高,因为 ArrayList 增删操作要影响数组内的其他数据的下标;

内存空间占用:LinkedList 比 ArrayList 更占内存,因为 LinkedList 的节点除了存储数据,还存储了两个引用,一个指向前一个元素,一个指向后一个元素;

线程安全:ArrayList 和 LinkedList 都是不同步的,也就是不保证线程安全。

 

综合来说,在需要频繁读取集合中的元素时,更推荐使用 ArrayList,而在插入和删除操作较多时,更推荐使用 LinkedList。

 

问题5.HashMap 与 HashTable 有什么区别?

1.线程安全方面: 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!);

2.效率方面: 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;

3.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NullPointerException。

4.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,后面会介绍到为什么是2的幂次方。

5.底层数据结构不同: JDK1.8 以后的 HashMap 在解决哈希冲突时有了较大的变化,当链表长度大于阈值(默认为8)时,将链表转化为红黑树,以减少搜索时间。Hashtable 没有这样的机制。

6.推荐使用:在 Hashtable 的类注释可以看到,Hashtable 是保留类不建议使用,推荐在单线程环境下使用 HashMap 替代,如果需要多线程使用则用 ConcurrentHashMap 替代。

 

问题6.HashMap 还是 TreeMap有什么区别?

对于在Map中插入、删除和定位元素这类操作,HashMap是最好的选择。然而,假如你需要对一个有序的key集合进行遍历,TreeMap是更好的选择。基于你的collection的大小,也许向HashMap中添加元素会更快,将map换为TreeMap进行有序key的遍历。

 

问题7.HashMap 和 ConcurrentHashMap 的区别

ConcurrentHashMap对整个桶数组进行了分割分段(Segment),然后在每一个分段上都用lock锁进行保护,相对于HashTable的synchronized锁的粒度更精细了一些,并发性能更好,而HashMap没有锁机制,不是线程安全的。(JDK1.8之后ConcurrentHashMap启用了一种全新的方式实现,利用CAS算法。)

HashMap的键值对允许有null,但是ConCurrentHashMap都不允许。

 

问题8.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。