Java面试题2.0--集合

 

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Java集合框架是什么?说出一些集合框架的优点?
 
集合框架的部分优点如下:
(1)使用核心集合类降低开发成本,而非实现我们自己的集合类。
(2)随着使用经过严格测试的集合框架类,代码质量会得到提高。
(3)通过使用JDK附带的集合类,可以降低代码维护成本。
(4)复用性和可操作性。
 
集合框架中的泛型有什么优点?
 
泛型允许我们为集合提供一个可以容纳的对象类型,因此,如果你添加其它类型的任何元素,它会在编译时报错。这避免了在运行时出现ClassCastException,因为你将会在编译时得到报错信息。泛型也使得代码整洁,我们不需要使用显式转换和instanceOf操作符。它也给运行时带来好处,因为不会产生类型检查的字节码指令。
 
Java集合框架的基础接口有哪些?
 
Set是一个不能包含重复元素的集合。这个接口对数学集合抽象进行建模,被用来代表集合,就如一副牌。
List是一个有序集合,可以包含重复元素。你可以通过它的索引来访问任何元素。List更像长度动态变换的数组。
Map是一个将key映射到value的对象.一个Map不能包含重复的key:每个key最多只能映射一个value。
一些其它的接口有Queue、Dequeue、SortedSet、SortedMap和ListIterator。
 
Collection 和 Collections的区别
 
答: Collection是集合类的上级接口,继承与他的接口主要有Set 和List.Collections是针对集合类的一个帮助类,他提供一系列静态方法实现对各种集合的搜索、排序、线程安全化等操作
 
为何Collection不从Cloneable和Serializable接口继承?
 
Collection接口指定一组对象,对象即为它的元素。如何维护这些元素由Collection的具体实现决定。例如,一些如List的Collection实现允许重复的元素,而其它的如Set就不允许。很多Collection实现有一个公有的clone方法。然而,把它放到集合的所有实现中也是没有意义的。这是因为Collection是一个抽象表现。重要的是实现。
当与具体实现打交道的时候,克隆或序列化的语义和含义才发挥作用。所以,具体实现应该决定如何对它进行克隆或序列化,或它是否可以被克隆或序列化。
在所有的实现中授权克隆和序列化,最终导致更少的灵活性和更多的限制。特定的实现应该决定它是否可以被克隆和序列化。
 
为何Map接口不继承Collection接口?
 
尽管Map接口和它的实现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继承Collection毫无意义,反之亦然。
如果Map继承Collection接口,那么元素去哪儿?Map包含key-value对,它提供抽取key或value列表集合的方法,但是它不适合“一组对象”规范。
 
什么是迭代器(Iterator)?
 
Iterator接口提供了很多对集合元素进行迭代的方法。每一个集合类都包含了可以返回迭代器实例的迭代方法。迭代器可以在迭代的过程中删除底层集合的元素,但是不可以直接调用集合的remove(Object Obj)删除,可以通过迭代器的remove()方法删除。
 
队列和栈是什么,列出它们的区别?
 
1.队列(Queue):是限定只能在表的一端进行插入和在另一端进行删除操作的线性表
2.栈(Stack):是限定只能在表的一端进行插入和删除操作的线性表
3.队列先进先出(FIFO),栈先进后出(FILO)
 
Iterator和ListIterator的区别是什么?
 
下面列出了他们的区别:
Iterator可用来遍历Set和List集合,但是ListIterator只能用来遍历List。
Iterator对集合只能是前向遍历,ListIterator既可以前向也可以后向。
ListIterator实现了Iterator接口,并包含其他的功能,比如:增加元素,替换元素,获取前一个和后一个元素的索引,等等。
 
快速失败(fail-fast)和安全失败(fail-safe)的区别是什么?
 
快速失败:当你在迭代一个集合的时候,如果有另一个线程正在修改你正在访问的那个集合时,就会抛出一个ConcurrentModification异常。
在java.util包下的都是快速失败。
安全失败:你在迭代的时候会去底层集合做一个拷贝,所以你在修改上层集合的时候是不会受影响的,不会抛出ConcurrentModification异常。
在java.util.concurrent包下的全是安全失败的。
 
Java中的HashMap的工作原理是什么?
 
HashMap是基于hashing的原理,我们使用put(key, value)存储对象到HashMap中,使用get(key)从HashMap中获取对象。当我们给put()方法传递键和值时,我们先对键调用hashCode()方法,返回的hashCode用于找到bucket位置来储存Entry对象。
 
当两个对象的hashcode相同会发生什么?
 
因为hashcode相同,所以它们的bucket位置相同,‘碰撞’会发生。因为HashMap使用链表存储对象,这个Entry(包含有键值对的Map.Entry对象)会存储在链表中。
 
如果两个键的hashcode相同,你如何获取值对象?
 
当我们调用get()方法,HashMap会使用键对象的hashcode找到bucket位置,然后会调用keys.equals()方法去找到链表中正确的节点,最终找到要找的值对象。
 
 
HashMap和Hashtable有什么区别?
 
1、HashMap是非线程安全的,HashTable是线程安全的。
2、HashMap的键和值都允许有null值存在,而HashTable则不行。
3、因为线程安全的问题,HashMap效率比HashTable的要高。
4、Hashtable是同步的,而HashMap不是。因此,HashMap更适合于单线程环境,而Hashtable适合于多线程环境。
一般现在不建议用HashTable, ①是HashTable是遗留类,内部实现很多没优化和冗余。②即使在多线程环境下,现在也有同步的ConcurrentHashMap替代,没有必要因为是多线程而用HashTable。
 
如何决定选用HashMap还是TreeMap?
 
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。
 
ArrayList和Vector有何异同点?
 
ArrayList和Vector在很多时候都很类似。
(1)两者都是基于索引的,内部由一个数组支持。
(2)两者维护插入的顺序,我们可以根据插入顺序来获取元素。
(3)ArrayList和Vector的迭代器实现都是fail-fast的。
(4)ArrayList和Vector两者允许null值,也可以使用索引值对元素进行随机访问。
以下是ArrayList和Vector的不同点。
(1)Vector是同步的,而ArrayList不是。然而,如果你寻求在迭代的时候对列表进行改变,你应该使用CopyOnWriteArrayList。
(2)ArrayList比Vector快,它因为有同步,不会过载。
(3)ArrayList更加通用,因为我们可以使用Collections工具类轻易地获取同步列表和只读列表。
 
ArrayList和Vector都采用线性连续存储空间,当存储空间不足的时候,ArrayList默认增加为原来的50%,Vector默认增加为原来的一倍;
 
 
Array和ArrayList有何区别?什么时候更适合用Array?
 
Array可以容纳基本类型和对象,而ArrayList只能容纳对象。
Array是指定大小的,而ArrayList大小是固定的。
Array没有提供ArrayList那么多功能,比如addAll、removeAll和iterator等。尽管ArrayList明显是更好的选择,但也有些时候Array比较好用。
(1)如果列表的大小已经指定,大部分情况下是存储和遍历它们。
(2)对于遍历基本数据类型,尽管Collections使用自动装箱来减轻编码任务,在指定大小的基本类型的列表上工作也会变得很慢。
(3)如果你要使用多维数组,使用[][]比List
 
List 和 Set 区别
List,Set都是继承自Collection接口
 
List特点:元素有放入顺序,元素可重复
 
Set特点:元素无放入顺序,元素不可重复,重复元素会覆盖掉
 
(注意:元素虽然无放入顺序,但是元素在set中的位置是有该元素的HashCode决定的,其位置其实是固定的,加入Set 的Object必须定义equals()方法 ,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对比:
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。
 
List 和 Map 区别
List是对象集合,允许对象重复。
Map是键值对的集合,不允许key重复。
 
Arraylist 与 LinkedList 区别
Arraylist:
优点:ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,因为地址连续,一旦数据存储好了,查询操作效率会比较高(在内存里是连着放的)。
缺点:因为地址连续, ArrayList要移动数据,所以插入和删除操作效率比较低。
 
LinkedList:
优点:LinkedList基于链表的数据结构,地址是任意的,所以在开辟内存空间的时候不需要等一个连续的地址,对于新增和删除操作add和remove,LinedList比较占优势。LinkedList 适用于要头尾操作或插入指定位置的场景
缺点:因为LinkedList要移动指针,所以查询操作性能比较低。
 
适用场景分析:
当需要对数据进行对此访问的情况下选用ArrayList,当需要对数据进行多次增加删除修改时采用LinkedList。
 
Set里的元素是不能重复的,那么用什么方法来区分重复与否呢? 是用==还是equals()? 它们有何区别
 
答: Set里的元素是不能重复的,那么用iterator()方法来区分重复与否。equals()是判读两个Set是否相等 equals()和==方法决定引用值是否指向同一对象equals()在类中被覆盖,为的是当两个分离的对象的内容和类型相配的话,返回真值
 
什么是加载因子?
 
加载因子是表示Hsah表中元素的填满的程度。
加载因子越大,填满的元素越多,空间利用率越高,但冲突的机会加大了。
反之,加载因子越小,填满的元素越少,冲突的机会减小,但空间浪费多了。
 
冲突的机会越大,则查找的成本越高。反之,查找的成本越小。
 
HashMap有一个初始容量大小,默认是16
 
为了减少冲突的概率,当hashMap的数组长度到了一个临界值就会触发扩容,把所有元素rehash再放到扩容后的容器中,这是一个非常耗时的操作。
而这个临界值由【加载因子】和当前容器的容量大小来确定:
 
hashmap的初始容量和加在因子是多少?
 
DEFAULT_INITIAL_CAPACITY*DEFAULT_LOAD_FACTOR ,即默认情况下是16x0.75=12时,就会触发扩容操作。
所以使用hash容器时尽量预估自己的数据量来设置初始值
 
使用hash容器请尽量指定初始容量,且是2的幂次方。
 
为什么加载因子要默认是0.75?
 
从上面的表中可以看到当桶中元素到达8个的时候,概率已经变得非常小,也就是说用0.75作为加载因子,每个碰撞位置的链表长度超过8个是几乎不可能的。
 
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