Java集合容器相关面试题

集合容器概述

集合和数组的区别

• 数组长度固定；集合可变长度
• 数组可以存储基本数据类型，也可以存储引用数据类型；集合只能存储引用数据类型
• 数组存储的元素必须是同一个数据类型；集合存储的对象可以是不同数据类型

常用的集合类有哪些

Map接口和Collection接口是所有集合框架的父接口：

1. Map接口的实现类主要有：HashMap、TreeMap、HashTable、ConcurrentHashMap和Properties等
2. Collection接口的子接口有：Set接口和List接口
3. Set接口的实现类主要由：HashSet、TreeSet、LinkedHashSet等
4. List接口的实现类主要有：ArrayList、LinkedList、Stack和Vector等
   
   

List，Set，Map三者的区别？List、Set、Map 是否继承自 Collection 接口？List、Map、Set 三个接口存取元素时，各有什么特点？

Java容器分为Collection和Map两大类。Collection集合的子接口有Set、List、Queue三种子接口。我们常用的是List和Set，Map不是Collection的子接口。

Collection集合主要有List和Set两大接口

• List：有序容器（元素存入和取出顺序一致），元素可重复。可以插入多个null元素，每个元素有索引。常见的实现类有ArrayList、LinkedList和Vector
• Set：无序容器（存入和取出有可能不一致），不可以存储重复元素，只允许存储一个null元素，必须保证元素的唯一性。常见的实现类是HashSet、LinkedHashSet以及TreeSet

Map是一个键值对集合，存储键、值之间的映射。Key无序，唯一；value1buyaoqiu有序，允许重复值。常见的实现类有HashMap、TreeMap、HashTable、LinkedHashMap、ConcurrentHashMap。

集合底层的数据结构

• ArrayList：数组
• Vector： 数组
• LinkedList：双向循环链表
• HashSet：HashMap
• LinkedHashSet：继承与HashSet
• TreeSet：红黑树
• HashMap：JDK1.8之前由数组+链表，JDK1.8后数组+链表+红黑树
• LinkedHashMap：继承于HashMap
• HashTable：数组+链表
• TreeMap：红黑树

哪些集合类是线程安全的

• Vector：比ArrayList多一个同步化机制，效率低下。已经很少使用
• Stack：堆类栈，先进后出
• HashTable：比HashMap多了线程安全
• Enumeration：枚举，相当于迭代器

Collection接口

List接口

迭代器Iterator是什么？

Iterator接口提供遍历任何Collection的接口，并允许调用者在迭代过程中移除元素。

List<String> list = new ArrayList<>();
Iterator<String> it = list. iterator();
while(it. hasNext()){
  String obj = it. next();
  System. out. println(obj);
}

Iterator和Iterator有什么区别？

• Iterator可以遍历Set和List集合，ListIterator只能遍历List
• Iterator只能单向遍历，而ListIterator可以双向遍历
• ListIterator实现Iterator接口，添加了额外的功能，比如添加、替换元素、获取前面或者后面元素的索引位置

说一下ArrayList的优缺点

ArrayList的优点：

• 底层是数组实现，是一种随机访问模式。实现了RandomAccess接口，所以查找非常快
• 在顺序添加一个元素的时候非常方便

ArrayList的缺点：

• 删除元素的时候，需要做一次元素的复制操作。如果数据比较多，比较耗费性能
• 插入元素的时候，也需要做元素的复制操作

因此ArrayList适合顺序添加、随机访问的场景。

如何实现数组和List直接的转化？

• 数组转List：使用Arrays.asList(Array)进行转化
• List转数组：使用List自带的toArray()方法

ArrayList和LinkedList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，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效率高，因为ArrayList增删需要复制数组，并且移动其它数据的下标。
• 内存空间占用：LinkedList比ArrayList更占内存，因为LinkedList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：两者都不是同步的，都不保证线程安全。

综合来说，需要频繁读取数据的时候，使用ArrayList，而在插入和删除操作比较多的时候，更推荐使用LinkedList。

ArrayList和Vector的区别是什么

两个类都实现了List接口（List继承Collection接口），他们都是有序集合。

• 线程安全：Vector是线程安全的，ArrayList是非线程安全的
• 性能：ArrayList性能方便由于Vector
• 扩容：两者都会动态扩容，Vector一倍扩容，ArrayList增加50%

实际中根据是否要保证线程安全来决定使用Vector还是ArrayList。

Set接口

HashSet的实现原理

HashSet是基于HashMap实现的，HashSet的值存放于HashMap的key上，HashSet的value统一为PRESENT，因此HashSet的实现比较简单。相关HashSet的操作，基本上都是直接调用底层HashMap的相关方法来完成，HashSet不允许重复值。

HashSet如何检查重复
先计算对象的HashCode值，和已加入对象的哈希值比较，如果不等就插入。如果相等，调用equals方法检查两个对象是否真的相同。如果相同，HashSet就不会让加入操作成功。

Queue

BlockingQueue是什么？

Java.util.concurrent.BlockingQueue是一个队列，在进行检索或移除一个元素的时候，它会等待队列变为非空；当在添加一个元素时，它会等待队列中的可用空间。BlockingQueue接口是Java集合框架的一部分，主要用于实现生产者-消费者模式。我们不需要担心等待生产者有可用的空间，或消费者有可用的对象，因为它都在BlockingQueue的实现类中被处理了。Java提供了集中BlockingQueue的实现，比如ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue,、SynchronousQueue等。

在 Queue 中 poll()和 remove()有什么区别？

• 相同点：都是返回第一个元素，并在队列中删除返回的对象。
• 不同点：如果没有元素 poll()会返回 null，而 remove()会直接抛出 NoSuchElementException 异常。

Map接口

Map接口主要实现类有HashMap、HashTable、ConcurrentHashMap。这里是面试的高频点

1. HashMap的实现原理，在jdk1.7和1.8的区别
2. ConcurrentHashMap的实现原理，在jdk1.7和1.8的区别
3. HashTable的实现原理，和HashMap和ConcurrentHashMap三者之间的比较。
4. 扩容操作、哈希冲突问题、红黑树等等

这里单独写了两篇博客，有兴趣的可以看一下：
HashMap相关面试题
ConcurrentHashMap相关面试题

辅助工具类

comparable和comparator的区别？

• comparable接口出自java.lang包，它有一个compareTo（Object obj）方法用来排序
• comparator接口出自java.util包，它有一个compare(Object obj1, Object obj2)方法来排序

Collection和Collections有什么区别？

• java.util.Collection是一个集合接口。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。
• Collections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。

本文地址：https://blog.csdn.net/Dawn510/article/details/107690057