Java集合框架面試題

常見集合

集合可以看作是一種容器穷当，用來存儲(chǔ)對(duì)象信息闸昨。
數(shù)組和集合的區(qū)別：
（1）數(shù)組長度不可變化而且無法保存具有映射關(guān)系的數(shù)據(jù)挽唉；集合類用于保存數(shù)量不確定的數(shù)據(jù)塘秦，以及保存具有映射關(guān)系的數(shù)據(jù)。
（2）數(shù)組元素既可以是基本類型的值碌更，也可以是對(duì)象裕偿；集合只能保存對(duì)象。
Java集合類主要由兩個(gè)接口Collection和Map痛单。
Collection接口派生出來的常用集合有：

• （主要）ArrayList嘿棘、LinkedList
• （次要）HashSet、TreeSet旭绒、Vector(過去式)
  Map接口派生出來的常用集合有：
• （主要）HashMap
• （次要）TreeMap

簡要說明List鸟妙、Set、Map的區(qū)別
List集合：有序挥吵、可重復(fù)集合重父，集合中每個(gè)元素都有其對(duì)應(yīng)的順序索引。
實(shí)現(xiàn)List接口的集合主要有：ArrayList忽匈、LinkedList房午、Vector。

Set集合：有序丹允，不可重復(fù)集合郭厌，重復(fù)元素會(huì)覆蓋掉。
實(shí)現(xiàn)Set接口的集合主要有：HashSet雕蔽、TreeSet折柠。

Map集合：以鍵值對(duì)的方式存儲(chǔ)，元素?zé)o存入順序批狐，元素不可重復(fù)扇售，重復(fù)元素會(huì)覆蓋掉，key、value都可以為null
實(shí)現(xiàn)Map接口的集合主要有：HashMap承冰、HashTable嘱根、TreeMap。

（1）ArrayList
ArrayList是一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)組巷懈，也是我們最常用的集合，是List類的典型實(shí)現(xiàn)慌洪。它允許任何符合規(guī)則的元素插入甚至包括null顶燕。每一個(gè)ArrayList都有一個(gè)初始容量10，該容量代表了數(shù)組的大小冈爹。隨著容器中的元素不斷增加涌攻，容器的大小也會(huì)隨著增加。在每次向容器中增加元素的同時(shí)都會(huì)進(jìn)行容量檢查频伤，當(dāng)快溢出時(shí)恳谎，就會(huì)進(jìn)行擴(kuò)容操作。所以如果我們明確所插入元素的多少憋肖，最好指定一個(gè)初始容量值因痛，避免過多的進(jìn)行擴(kuò)容操作而浪費(fèi)時(shí)間、效率岸更。

（2）LinkedList
LinkedList是List接口的另一個(gè)實(shí)現(xiàn)鸵膏，除了可以根據(jù)索引訪問集合元素外，LinkedList還實(shí)現(xiàn)了Deque接口怎炊，可以當(dāng)作雙端隊(duì)列來使用谭企，也就是說，既可以當(dāng)作“椘浪粒”使用债查，又可以當(dāng)作隊(duì)列使用。

（3）Vector
與ArrayList相似瓜挽，但是Vector是同步的盹廷。所以說Vector是線程安全的動(dòng)態(tài)數(shù)組。它的操作與ArrayList幾乎一樣秸抚。

（4）HashSet
HashSet是不能保證元素的順序速和，不是線程同步的集合，如果多線程操作HashSet集合剥汤，則應(yīng)通過代碼來保證其同步颠放，集合元素值可以是null

（5）TreeSet
TreeSet可以保證元素處于排序狀態(tài)，它采用紅黑樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)集合元素吭敢。TreeSet支持兩種排序方法：自然排序和定制排序碰凶，默認(rèn)采用自然排序。

（6）HashMap
HashMap基于hashing原理，通過put()和get()方法存儲(chǔ)和獲取對(duì)象欲低。當(dāng)我們將鍵值對(duì)傳遞給put()方法時(shí)辕宏，它調(diào)用建對(duì)象的hashCode()方法來計(jì)算hashCode值，然后找到bucket位置來儲(chǔ)存值對(duì)象砾莱。當(dāng)獲取對(duì)象時(shí)瑞筐，通過建對(duì)象的equals()方法找到正確的鍵值對(duì)，然后返回對(duì)象腊瑟。HashMap使用鏈表來解決碰撞問題聚假，當(dāng)發(fā)生碰撞了，對(duì)象將會(huì)存儲(chǔ)在鏈表的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)中闰非。

（7）HashTable
與HashMap的關(guān)系完全類似于ArrayList與Vertor膘格，HashMap是線程不安全，HashTable是線程安全的财松，HashMap可以使用null值最為key或value瘪贱；Hashtable不允許使用null值作為key和value，如果把null放進(jìn)HashTable中辆毡，將會(huì)發(fā)生空指針異常菜秦。

（8）TreeMap
一個(gè)紅黑樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，每個(gè)key-value對(duì)作為紅黑樹的一個(gè)節(jié)點(diǎn)舶掖。TreeMap存儲(chǔ)key-value對(duì)時(shí)喷户，需要根據(jù)key對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排序。

面試常問

1. ArrayList和Vector的區(qū)別访锻。

Vector：線程安全褪尝，數(shù)據(jù)增長原來的2倍。
ArrayList：非線程安全期犬，數(shù)據(jù)增長沒有明確規(guī)定河哑，從源碼來看是增長原來的1.5倍。

2. HashMap和HashTable的區(qū)別龟虎。

• 線程安全性不同：HashMap非線程安全璃谨，HashTable線程安全
• 繼承的父類不同：Hashtable繼承自Dictionary類，而HashMap繼承自AbstractMap類鲤妥。但二者都實(shí)現(xiàn)了Map接口佳吞。
• key和value是否允許null值：Hashtable中，key和value都不允許出現(xiàn)null值
• 兩個(gè)遍歷方式的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)上不同

3. ArrayList,Vector,LinkedList的存儲(chǔ)性能和特性棉安。

ArrayList和Vector都是使用數(shù)組方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)底扳，此數(shù)組元素?cái)?shù)大于實(shí)際存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)以便增加和插入元素，它們都允許直接按序號(hào)索引元素贡耽，但是插入元素要涉及數(shù)組元素移動(dòng)等內(nèi)存操作衷模，所以索引數(shù)據(jù)快而插入數(shù)據(jù)慢鹊汛，Vector由于使用了synchronized方法線程安全，性能上比ArrayList差阱冶。
而LinkedList使用雙向鏈表實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)刁憋，按序號(hào)索引數(shù)據(jù)需要進(jìn)行前向或后向遍歷，所以索引數(shù)據(jù)較慢木蹬，但是插入數(shù)據(jù)時(shí)只需要記錄本項(xiàng)的前后項(xiàng)即可至耻，所以插入速度較快。

4. HashMap的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)镊叁。

jdk1.7：Hashmap實(shí)際上是一個(gè)數(shù)組和鏈表的散列表
jdk1.8：當(dāng)鏈表中的元素超過了 8 個(gè)以后有梆，會(huì)將鏈表轉(zhuǎn)換為紅黑樹

5. HashMap的工作原理是什么？

以鍵值對(duì)(key-value)的形式存儲(chǔ)元素的意系。HashMap需要一個(gè)hash函數(shù)，它使用hashCode()和equals()方法來向集合/從集合添加和檢索元素饺汹。當(dāng)調(diào)用put()方法的時(shí)候蛔添，HashMap會(huì)計(jì)算key的hash值，然后把鍵值對(duì)存儲(chǔ)在集合中合適的索引上兜辞。如果key已經(jīng)存在了迎瞧，value會(huì)被更新成新值。HashMap的一些重要的特性是它的容量(capacity)逸吵，負(fù)載因子(loadfactor)和擴(kuò)容極限(thresholdresizing)

6. HashMap什么時(shí)候進(jìn)行擴(kuò)容呢凶硅？

當(dāng)hashmap中的元素個(gè)數(shù)超過數(shù)組大小loadFactor（加載因子）時(shí)，就會(huì)進(jìn)行數(shù)組擴(kuò)容扫皱，loadFactor的默認(rèn)值為0.75足绅。

7. List、Map韩脑、Set三個(gè)接口氢妈，存取元素時(shí)，各有什么特點(diǎn)段多？

List與Set具有相似性首量，它們都是單列元素的集合
Map與List和Set不同，它是雙列的集合
List表示有先后順序的集合
Set無法擁有重復(fù)元素
Map保存key-value值进苍，value可多值

8. Set里的元素是不能重復(fù)的加缘，那么用什么方法來區(qū)分重復(fù)與否呢?是用==還是equals()?它們有何區(qū)別?

Set里的元素是不能重復(fù)的，元素重復(fù)與否是使用equals()方法進(jìn)行判斷的觉啊。equals()和==方法決定引用值是否指向同一對(duì)象equals()在類中被覆蓋拣宏，為的是當(dāng)兩個(gè)分離的對(duì)象的內(nèi)容和類型相配的話，返回真值杠人。

9. 兩個(gè)對(duì)象值相同(x.equals(y)==true)蚀浆，但卻可有不同的hashcode缀程，這句話對(duì)不對(duì)？

對(duì)市俊，如果對(duì)象要保存在HashSet或HashMap中杨凑，它們的equals相等，那么摆昧，它們的hashcode值就必須相等撩满。如果不是要保存在HashSet或HashMap，則與hashcode沒有什么關(guān)系了绅你，這時(shí)候hashcode不等是可以的伺帘，例如arrayList存儲(chǔ)的對(duì)象就不用實(shí)現(xiàn)hashcode，當(dāng)然忌锯，我們沒有理由不實(shí)現(xiàn)伪嫁，通常都會(huì)去實(shí)現(xiàn)的。

10. Java集合類框架的基本接口有哪些偶垮？

Collection：代表一組對(duì)象张咳，每一個(gè)對(duì)象都是它的子元素。
Set：不包含重復(fù)元素的Collection似舵。
List：有順序的collection脚猾，并且可以包含重復(fù)元素。
Map：可以把鍵(key)映射到值(value)的對(duì)象砚哗，鍵不能重復(fù)龙助。

11. HashSet的底層實(shí)現(xiàn)是什么？

通過看源碼知道HashSet的實(shí)現(xiàn)是依賴于HashMap的蛛芥，HashSet的值都是存儲(chǔ)在HashMap中的提鸟。在HashSet的構(gòu)造法中會(huì)初始化一個(gè)HashMap對(duì)象，HashSet不允許值重復(fù)仅淑，因此沽一，HashSet的值是作為HashMap的key存儲(chǔ)在HashMap中的，當(dāng)存儲(chǔ)的值已經(jīng)存在時(shí)返回false漓糙。

12. HashSet和TreeSet有什么區(qū)別铣缠？

HashSet是由一個(gè)hash表來實(shí)現(xiàn)的，因此昆禽，它的元素是無序的蝗蛙。add()，remove()醉鳖，contains()TreeSet是由一個(gè)樹形的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的捡硅，它里面的元素是有序的。因此盗棵，add()壮韭，remove()北发，contains()方法的時(shí)間復(fù)雜度是O(logn)

13. 為什么集合類沒有實(shí)現(xiàn)Cloneable和Serializable接口？

克隆(cloning)或者是序列化(serialization)的語義和含義是跟具體的實(shí)現(xiàn)相關(guān)的喷屋。因此琳拨，應(yīng)該由集合類的具體實(shí)現(xiàn)來決定如何被克隆或者是序列化。

14. 數(shù)組(Array)和列表(ArrayList)有什么區(qū)別屯曹？什么時(shí)候應(yīng)該使用Array而不是ArrayList狱庇？

Array可以包含基本類型和對(duì)象類型，ArrayList只能包含對(duì)象類型恶耽。Array大小是固定的密任，ArrayList的大小是動(dòng)態(tài)變化的。ArrayList處理固定大小的基本數(shù)據(jù)類型的時(shí)候偷俭，這種方式相對(duì)比較慢浪讳。

15. Collection和Collections的區(qū)別。

collection是集合類的上級(jí)接口,繼承與它的接口主要是set和list涌萤。collections類是針對(duì)集合類的一個(gè)幫助類.它提供一系列的靜態(tài)方法對(duì)各種集合的搜索,排序,線程安全化等操作淹遵。

16. Comparable和Comparator接口是干什么的？列出它們的區(qū)別形葬。

Java提供了只包含一個(gè)compareTo()方法的Comparable接口。這個(gè)方法可以個(gè)給兩個(gè)對(duì)象排序暮的。具體來說笙以，它返回負(fù)數(shù)，0冻辩，正數(shù)來表明輸入對(duì)象小于猖腕，等于，大于已經(jīng)存在的對(duì)象恨闪。
Java提供了包含compare()和equals()兩個(gè)方法的Comparator接口倘感。compare()方法用來給兩個(gè)輸入?yún)?shù)排序，返回負(fù)數(shù)咙咽，0老玛，正數(shù)表明第一個(gè)參數(shù)是小于，等于钧敞，大于第二個(gè)參數(shù)蜡豹。equals()方法需要一個(gè)對(duì)象作為參數(shù)，它用來決定輸入?yún)?shù)是否和comparator相等溉苛。只有當(dāng)輸入?yún)?shù)也是一個(gè)comparator并且輸入?yún)?shù)和當(dāng)前comparator的排序結(jié)果是相同的時(shí)候镜廉，這個(gè)方法才返回true。
總結(jié)：
學(xué)無止境愚战，學(xué)習(xí)是一種態(tài)度娇唯，無論你是小白菜鳥齐遵，還是技術(shù)大牛，日常都不能夠落下學(xué)習(xí)這件事情塔插，一旦落后下來梗摇，就容易遭到淘汰。

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