【面試題】Java集合部分面試題

集合與數組？

數組：（可以存儲基本數據類型）是用來存儲對象的一種容器，但是數組的長度固定，不適合在對象數量未知的情況下使用

集合：（只能存儲對象，對象類型可以不一樣）集合的長度可變，可在多數情況下使用

 

Collection接口是集合類的根接口，Java中沒有提供這個接口的直接的實現類，但是卻讓其被繼承產生了兩個接口

Set：不包含重復的元素

List：有序的集合，可以包含重復的元素，提供了按索引訪問的方式

 

Map是Java.util包中的另一個接口，它和Collection接口沒有關系，是相互獨立的，但是都屬於集合的一部分，Map包含了Key – Value對，Map不能包含重復的Key，但是可以包含相同的Value。

 

Iterator，所有的集合類都實現了Iterator接口，這是一個用於遍歷集合中元素的接口，主要包含以下三種方法：

1. hasnext()：是否還有下一個元素
2. next()：返回下一個元素
3. remove()：刪除當前元素

 

幾種重要的接口和類簡介

1. List（有序，可重復）

List里存放的對象是有序的，同時也是可以重復的，List關注的是索引，擁有一系列和索引相關的方法，查詢速度快，因為往List集合里插入或刪除數據時，會伴隨着后面數據的移動，所以插入數據速度很慢

1. Set（無序，不能重復）

Set里存放的對象是無序的，不能重復的，集合中的對象不按特定的方式排序，只是簡單的把對象放入集合中。

1. Map（鍵值對，鍵唯一，值不唯一）

Map集合中存儲的時鍵值對，鍵不能重復，值可以重復，根據鍵得到值，對map集合遍歷時先得到鍵的Set集合，對Set集合遍歷，得到相對應的值。

 

遍歷

在集合中提供了以下四種的常見的輸出方式

1. Iterator：迭代輸出，是使用最多的輸出方式
2. ListIterator：是Iterator的子接口，用於專門輸出List中的內容‘
3. Foreach輸出：JDK1.5之后提出的新功能。可以輸出數組或集合
4. For循環

 

ArrayList和LinkedList

ArrayList和LinkedList在用法上沒有區別，但是在功能上還是有區別的

LinkedList經常用在增刪操作較多而查詢操作很少的情況

Arraylist經常用在查詢較多，增刪操作較少的情況下。

 

Map集合

實現類：HashMap，HashTable，LinkedHashMap和TreeMap

 

HashMap

HashMap是最常用的Map它根據鍵的HashCode來存儲元素，根據鍵可以直接獲取它的值，具有很快的訪問速度。

遍歷時，取得數據的順序是完全隨機的，因為鍵對象不可以重復，所以HashMap最多只允許一條記錄的鍵為Null，允許多條記錄的值為Null，是非同步的

  

HashTable

HashTable與HashMap類似，是HashMap的線程安全版，它支持線程的同步，任一時刻只有一個線程能寫HashTable

因此也導致了HashTable在寫入時會比較慢，它集成子Dictionary類，不同的時它不允許記錄的鍵或值為null，同時效率較低

 

LinkedHashMap

LinkedHashMap保存來記錄的插入順序，在用Iteraor遍歷LinkedHashMap時，先得到的記錄肯定是先插入的，在遍歷的時候會比HashMap慢，有HashMap的全部特性

 

TreeMap

TreeMap實現SortMap接口，能夠把它保存的記錄根據鍵順序，默認是按鍵值的升序排序（自然順序），可以指定排序的比較器，當用Iterator遍歷ThreeMap時，得到的記錄是排過序的，不允許Key值為空，非同步

 

Map的遍歷

1. KeySet（）；

將Map中所有的鍵存入到set集合中因為set幾倍迭代器，所以可以迭代取出所有的鍵，再根據get方法獲取每一個鍵對應的值，KeySet（）迭代后只能通過get（）取Key。

 

1. ebtrySet（）

Set<Map.Entry<K,V>>entrySet（）返回此映射值中包含的映射關系的Set視圖（一個關系就是一個兼職對）就是把（Key-value）作為一個整體一對一的存放到Set集合中，Map.Entry表示映射關系

EntrySet（）迭代后可以e.getKey() ,e.getValue() 兩種方法來去Key和Value，返回的值是Entry接口

推薦使用entrySet（）方法，效率較高

對於KeySet其實是遍歷了2次，一次轉為iterator，一次就是從HashMap中取出Key所對應的Value

Entryset（）只是遍歷了第一次，它把Key和Value都放到了entry中，所以快了。兩種遍歷的遍歷時間相差還是很明顯的。

 

ArrayList和LinkedList的區別

1. ArrayList是實現了基於動態數組的數據結構，LinkedList基於鏈表的數據結構
2. 對於隨機訪問get和set，ArrayList性能優於LinkedList，因為LinkedList要移動指針
3. 對於新增和刪除操作，add和remove，linkedList比較占優勢，因為ArrayList要移動數據，這一點要看實際情況的，若值對單條數據插入或刪除，ArrayList的速度反而要優於LinkedList，但是要是批量隨機的插入刪除數據，LinkedList的書讀大大優於ArrayList，因為ArrayList每插入一條數據，要移動插入點及之后的所有數據

 

HashMap與TreeMap

1. HashMap通過hashcode對其內容進行快速查找，而TreeMap中所有的元素都保持着某種固定的順序，如果你需要得到一個有許多結果你就應該去使用TreeMap（HashMap中元素排列順序是不固定的）
2. 在Map中插入，刪除和定位元素，HashMap是最好的選擇，但如果要按照自然順序或自定義順序遍歷鍵，那么TreeMap會更好，使用HashMap要求添加的鍵類明確定義了hashCode（）和equals（）的實現

連個Map中的元素一樣，但順序不一樣，導致hashCode（）不一樣

同樣做測試：

在HashMap中，同樣的值的map。順序不同，equals時，false

在TreeMap中，同樣的值的map，順序不同，equals時，true，說明TreeMap在equals（）時是整理了順序的。

 

HashTable與HashMap的區別

1. 同步性：HashTable是線程安全的，也就是說是同步的，而HashMap是線程不安全的，不是同步的
2. HashMap允許存在一個為null 的key，多個為null的元素
3. HashTable的Key和Value都不允許為null

 

Java集合框架是什么，說出一些集合框架的優點

每種編程語言中都有集合，最初的Java版本中包含擊中集合類：Vector，Stack，HashTable和Array，隨着集合的廣泛使用，Java1.2提出囊括所有集合接口，實現和算法的集合框架，在保證線程安全的情況下，使用泛型和並發集合類，Java已經經歷了很久，它還包括在Java並發包中，阻塞接口以及他們的實現。集合框架的部分優點如下

1. 使用核心集合類降低開發成本，而非實現我們自己的集合類
2. 通過使用經過嚴格測試的結合框架，代碼質量會得到提高
3. 通過使用JDK附帶的集合類，可以降低代碼維護成本
4. 復用性和可操作性

 

集合框架中的泛型有什么優點

Java1.5中引入了泛型，所有的集合接口和實現都大量的使用它，泛型允許我們為集合提供一個可以容納的對象類型，因此，如果你想添加其他類型的任何元素，它都會在編譯時報錯，避免了再運行時出現錯誤，因此你將會在編譯時得到報錯信息，泛型也是的代碼整潔，我們不需要使用顯式轉換和instanceOf操作符。

 

Java集合框架的基礎接口有哪些

Collection為集合層級的根接口，一個集合代表一組對象，這些對象即為它的元素，Java不提供這個接口的任何直接實現。

Set是一個包含不重復元素的集合，這個接口對數字集合抽象進行建模，被用來代表集合，就如一副牌一樣。

List是一個有序集合，可以包含重復元素，你可以通過它的索引來訪問任何元素，List更像長度動態變換的數組

Map是一個將Key映射到Value的對象，一個Map不能包含重復的Key，每個Key最多只能映射一個Value

 

為何Map接口不繼承Collection接口

盡管Map接口和它的實現也是集合框架的一部分，但Map不是集合，集合也不是Map，因此Map繼承Collection毫無意義，反之亦然

 

Iterator是什么？

Iterator接口提供遍歷任何Collection的接口，我們可以從一個Collection中使用迭代器的方法來獲取迭代器實例，迭代器允許調用者在迭代過程中移出元素

 

HashMap是如何工作的

HashMap使用哈希算法，在put和get方法中，他是用hashCode()和equals()方法，當我們通過傳遞Key-value對，調用put方法的時候，HashMap使用key hashCode()和哈希算法，來找出存儲Key-value對的索引Entry存儲在LinkedList中，如果存在Entry，它使用equals()方法來檢查傳遞的Key是否已經存在如果存在，它會覆蓋Value，如果不存在，它會創建一個新的entry然后保存，讓我們通過傳遞key調用get（）方法是，它再次使用hashCode()來找到數組中的索引，然后使用equals()方法找出正確的Entry，然后返回它的值。

 

HashCode()和equals()方法有和重要性

HashMap使用Key對象的HashCode()和equals()方法去決定Key-Value對的索引，當我們試着從HashMap中獲取值的時候，這些方法也會被用到，如果這些方法沒有正確的實現，這種情況下，兩個不同Key也會產生相同的HashCode()和equals()輸出

HashMap將會認為他們是相同的，然后覆蓋他們，而非把他們存儲到不同的地方，同樣的所有不允許存儲重復數據的集合類都使用HashCode()和equals()去查找重復，所以他們非常重要

Equals()和hashCode（）的實現應該遵循以下規則：

1. 如果o1.equals(o2)，那么o1,hashCode()==o2.hashCode()總是為true 的
2. 如果o1.hashCode()==02.hashCode()，並不意味着o1.equals(o2)會為true。

簡單來講：

HashCode相同，不一定對象相同

對象相同，HashCode一定相同。

 

能否使用任何類作為Map的Key

可以！

使用之前要考慮幾點

1. 如果類重寫了equals()方法，它也應該重寫HashCode()方法
2. 類的所有實例要遵循與equals()和HashCode()相關的規則
3. 如果一個類沒有使用equals()，你不應該在HashCode()中使用它

 

HashMap和HashTable有何不同

1. HashMap允許key和value為空，而HashTable不允許
2. HashTable是同步的是安全的，而HashMap不是，所以HashMap適合單線程環境，HashTable適合多線程環境

 

如何決定選用HashMap還是ThreeMap

對於在Map中插入，刪除和定位元素這類的操作，HashMap是孔的選擇，然而，假如你需要對一個有序的Key集合進行遍歷，ThreeMap是更高的選擇，基於你的Collection的大小，也許想HashMap中添加元素會更快，將Map換位TheeMap進行有序Key的遍歷

 

ArrayList 和 Vertor有何異同

ArrayList和Vector在很多時候都很類似

1. 兩者都是基於索引的，內部又一個數組支持
2. 兩者維護插入的順序，我們可以根據插入順序來獲取元素
3. ArrayList和Vector兩者允許null值，也可以使用索引值對元素進行隨機訪問

不同點

1. Vector是同步的是安全的，而ArrayList不是
2. ArrayList比Vector快
3. ArrayList更加的通用

 

Array和ArrayList有何區別？什么時候更適合用Array?

1. Array可以容納基本類型和對象，而ArrayList只能容納對象
2. Array是指定大小的，而ArrayList大小是固定的
3. Array沒有ArrayList那么多的功能，比如addAll，rumoveAll和Iterator等
4. 如果列表的大小已經指定，大部分的情啊狂還是存儲和遍歷它們
5. 如果要使用多維數組，使用Array[][]要比List<List<>>更容易

 

ArrayList和LinkedList有何區別？

ArrayList和Linked兩者都實現了List接口，但是它們之間有些不同

1. ArrrayList是時間了基於動態數組的數據結構，ListedList是基於鏈表的數據結構
2. 對於隨機訪問get（）和set（）ArrayList速度優於LinkedList，因為LinkedList要移動指針
3. 對於新增和刪除操作add和remove，LinkedList比較占優勢，因為ArrayList要移動數據，
4. 兩者都是現成不安全的，允許重復的。

 

哪些集合提供對元素的隨機訪問？

ArrayList，HashMap，TreeMap和HashTable都提供對元素的隨機訪問。