Java面試題
1.Java集合框架是什么衔掸？說(shuō)出一些集合框架的優(yōu)點(diǎn)瓦哎？
每一種編程語(yǔ)言中都有集合蛀序，最初的Java版本包含集中集合類(lèi)：Vctor护侮，hashTable,和Array 等群叶。隨著Java集合的廣泛使用吃挑，Java1.2提出了囊括所有集合的接口，實(shí)現(xiàn)算法的集合框架街立。在報(bào)關(guān)證線(xiàn)程安全的情況下使用泛型和并發(fā)集合類(lèi)舶衬，在Java中已經(jīng)由來(lái)已久了。它還包括在Java并發(fā)包中赎离，阻塞接口以及他們的實(shí)現(xiàn)逛犹。
集合框架的部分優(yōu)點(diǎn)如下:
- 使用核心集合框類(lèi)降低開(kāi)發(fā)成本，而非實(shí)現(xiàn)我們自己的集合類(lèi)
- 使用經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)試的集合框架梁剔，代碼的質(zhì)量會(huì)顯著提高
- 使用jdk原生自帶的集合類(lèi)虽画，可以降低代碼的維護(hù)成本
- 增加復(fù)用性和可操作性
2.集合框架中的泛型有什么優(yōu)點(diǎn)？
Java1.5引入泛型的概念荣病，泛型為集合提供了可以容納的對(duì)象類(lèi)型码撰，因此，如果你添加其他類(lèi)型的任何元素个盆，他會(huì)在編譯時(shí)報(bào)錯(cuò)脖岛。這避免了在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)ClassCastException類(lèi)型轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤。而且泛型同樣也可以使代碼變得整潔颊亮，我們不需要使用明式轉(zhuǎn)換和instanceOf操作符柴梆。它運(yùn)行時(shí)帶來(lái)好處，因?yàn)椴粫?huì)產(chǎn)生類(lèi)型檢查的字節(jié)碼指令终惑。
3.Java集合框架的基礎(chǔ)接口有哪些
- Collection 為集合層級(jí)的跟接口绍在。一個(gè)集合代表一組對(duì)象，狠鸳，這些對(duì)象紀(jì)委它的元素揣苏。Java平臺(tái)不提供這個(gè)接口的任何直接的實(shí)現(xiàn)。
- Set 是一個(gè)不能包含重復(fù)元素的集合件舵。這個(gè)接口對(duì)數(shù)字集合抽象進(jìn)行建模卸察，被用來(lái)代表集合，就如一副牌铅祸。嗎坑质，
- List是一個(gè)有序集合合武，可以包含重復(fù)元素。你可以通過(guò)他的索引來(lái)訪(fǎng)問(wèn)任何元素涡扼。list更像是長(zhǎng)度態(tài)變換的數(shù)字
- Map是一個(gè)將key映射到value的對(duì)象稼跳，一個(gè)Map不能包含重復(fù)的key：每個(gè)key最多只能映射一個(gè)value
- 一些其他的接口有Queue、Dequeue吃沪、SortedSet汤善、SortedMap和ListIterator
4.為何Collection不從Cloneable和Serializable接口繼承
Collection接口指定一組對(duì)象，對(duì)象既是他的元素票彪。如何維護(hù)這些元素由Collection的具體實(shí)現(xiàn)來(lái)決定红淡。因?yàn)椴煌男枨髸?huì)導(dǎo)致不同的行為，例如List的Collection實(shí)現(xiàn)允許重復(fù)的元素降铸，而其他的Set就不允許在旱。很多的Collection實(shí)現(xiàn)，有一個(gè)公有的clone方法推掸。然而桶蝎，把他放到集合的所有的=實(shí)現(xiàn)中也么有意義。而只有在涉及到具體的實(shí)現(xiàn)意義的時(shí)候谅畅，克隆或者序列化的寓意和 含義才發(fā)揮作用登渣。所以沒(méi)具體實(shí)現(xiàn)應(yīng)該決定如何對(duì)他進(jìn)行克隆和實(shí)例化，或者決定他是否可以被克隆或者序列化铃彰。在所有的實(shí)現(xiàn)中都授權(quán)克隆或者實(shí)例化绍豁，會(huì)導(dǎo)致靈活性減少和有更多的限制。
5.為何Map接口不繼承Collection接口牙捉？
雖然Map接口和它的實(shí)現(xiàn)類(lèi)都是集合框架的一部分竹揍，但是Map不是集合，集合也不是Map邪铲。因此芬位，Map繼承Collection毫無(wú)意義，反之亦然带到。
如果Map繼承Collection接口昧碉，那么元素去哪兒？Map包含key-value對(duì)揽惹，他提供key或value列表集合的方法被饿，但是他不適合一組對(duì)象規(guī)范。
6.Iterator是什么搪搏？
Iterator接口提供遍歷任何Collection的接口狭握。我們可以從一個(gè)Collection中使用迭代器方法來(lái)獲取迭代器實(shí)例。迭代器取代了Java集合框架中的Enumeration疯溺。迭代器允許調(diào)用者在迭代過(guò)程中移除元素论颅。
7.Enumeration和Iterator接口的區(qū)別哎垦？
Enumeration的速度是Iterator的兩倍，也使用更少的內(nèi)存》Enumeration是非呈逊瑁基礎(chǔ)的漏设，也滿(mǎn)足基礎(chǔ)的需要。但是與Enumeration想必今妄，Iterator更加安全郑口，因?yàn)楫?dāng)一個(gè)集合正在被遍歷的時(shí)候他會(huì)組織其他線(xiàn)程去修改集合。
迭代器取代了Java集合框架中的Enumeration蛙奖。迭代器允許調(diào)用者從集合中移除元素潘酗，而Enumeration不能做到。為了使他的功能更加清晰雁仲，迭代器方法名已經(jīng)經(jīng)過(guò)改善了。
8.為何沒(méi)有像Iterator.add()這樣的方法琐脏，向集合中添加元素攒砖？
使用迭代器調(diào)用Iterator.add()、Iterator.remove()后日裙，Iterator.next()還是指向原來(lái)的元素而使用for(int i = 0; i< list.size(); i++)循環(huán)調(diào)用list.add(i, obj)后吹艇，下一個(gè)i指向的是新增的元素，而調(diào)用list.remove(i)昂拂，則下一個(gè)i會(huì)跳過(guò)一個(gè)元素受神。因此大部分迭代的情況還是優(yōu)先考慮使用迭代器。
9.為何迭代器沒(méi)有一個(gè)方法可以直接獲取下一個(gè)元素格侯，而不需要移動(dòng)游標(biāo)鼻听？
它可以在當(dāng)前Iterator的頂層實(shí)現(xiàn)，但是它用得很少联四，如果將它加到接口中撑碴，每個(gè)繼承都要去實(shí)現(xiàn)它，這沒(méi)有意義朝墩。
10.Iterater和ListIterator之間有什么區(qū)別醉拓？
- 可以使用迭代器來(lái)遍歷Set和List集合，而ListIterator只能遍歷List收苏。
- Iterator迭代器只可以向前遍歷亿卤，而ListIterator卻可以進(jìn)行雙向遍歷。
- ListIterator從Iterator接口繼承鹿霸，然后添加了一些額外的功能排吴，比如添加一個(gè)元素，替換一個(gè)元素杜跷，獲取前面或者后面元素的索引位置傍念。
11.遍歷一個(gè)List有哪些不同的方法
List<String> strList = new ArrayList<>();
//使用for-each循環(huán)
for(String obj : strList){
System.out.println(obj);
}
//using iterator
Iterator<String> it = strList.iterator();
while(it.hasNext()){
String obj = it.next();
System.out.println(obj);
}
使用迭代器更加線(xiàn)程安全矫夷，因?yàn)樗梢源_保，在當(dāng)前比那里的集合元素被更改的時(shí)候憋槐，他會(huì)拋出ConcurrentModificationException異常
12.通過(guò)迭代器fail-fast屬性双藕，你明白了什么？
每次我們嘗試獲取下一個(gè)元素的時(shí)候阳仔，Iterator fail-fast屬性檢查當(dāng)前集合結(jié)構(gòu)里的任何改動(dòng)忧陪。如果發(fā)現(xiàn)任何改動(dòng)，它拋出ConcurrentModificationException近范。Collection中所有的Iterator的實(shí)現(xiàn)都是按照f(shuō)ail-fast來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的
13.fail-fast與fail-safe有什么區(qū)別嘶摊？
Iterator的fail-fast屬性與當(dāng)前的集合共同起作用，因此它不受到集合中任何改動(dòng)的影響评矩。Java.util保重的所有集合類(lèi)都是被設(shè)計(jì)為fail-fast的叶堆，而java.util.concurrent中的集合類(lèi)都為fail-safe的。Fail-fast迭代器拋出ConcurrentModificationException而fail-safe迭代器從不拋出斥杜。
14.在迭代一個(gè)集合的時(shí)候虱颗，如何避免ConcurrentModificationExceptiion?
在遍歷一個(gè)集合的時(shí)候我們可以使用并發(fā)集合類(lèi)來(lái)避免這個(gè)問(wèn)題。ConcurrentModificationException蔗喂，比圖使用CopyOnWriteArrayList而不是ArrayList
15.為何Iterator接口沒(méi)有具體的實(shí)現(xiàn)忘渔？
迭代器的接口定義了遍歷集合的方法，但是他的實(shí)現(xiàn)則是集合實(shí)現(xiàn)類(lèi)的責(zé)任缰儿。每個(gè)能夠返回用于比那里的迭代器的集合類(lèi)都有它自己的Iterator實(shí)現(xiàn)內(nèi)部類(lèi)畦粮。這就允許集合類(lèi)去選擇迭代器fail-fast還是fail-safe。比如ArrayList迭代器是fail-fast的乖阵，而CopyOnWriteArrayList迭代器是fail-fast的宣赔。
16.UnsupportedOperationException是什么？
UnsupportedOperationException是用于表明操作不支持的異常义起。在jdk類(lèi)中被大量運(yùn)用拉背，在集合框架java.util.Collection.UnmodifiableCollection將會(huì)在所有add和remove操作中拋出這個(gè)異常。
17.在Java中默终，HashMap是如何工作的椅棺。
HashMap在Map.Entry靜態(tài)內(nèi)部類(lèi)實(shí)現(xiàn)中存儲(chǔ)key-value對(duì)。HashMap使用哈希算法齐蔽，在put和get方法中两疚，他使用hashCode()和equals()方法。當(dāng)我們傳遞key-value鍵值對(duì)調(diào)用put方法的時(shí)候含滴，HashMap使用Key hashCode和哈希算法來(lái) 找出存儲(chǔ)key-value的鍵值對(duì)的索引诱渤。Entry存儲(chǔ)在LinkedList中，所以如果存在entry谈况，它使用hashCode()來(lái)找到數(shù)組中的索引勺美，然后使用equals()方法找出正確的Entry递胧，然后返回它的值。
HashMap默認(rèn)的初始容量是32赡茸，負(fù)荷系數(shù)是0.75缎脾。閥值是為負(fù)荷系數(shù)乘以容量，無(wú)論何時(shí)我們嘗試添加一個(gè)entry占卧，如果map的大小比閥值大的時(shí)候遗菠，HashMap會(huì)對(duì)map的內(nèi)容進(jìn)行重新哈希，且使用更大的容量华蜒。
18.hashCode()和equals()方法有何重要性
HashMa我們?cè)囍鴱腍ashMap中獲取值的時(shí)候辙纬，這些方法也會(huì)被用到。用Key對(duì)象的hashCode()和equals()方法去決定key-value對(duì)的索引叭喜、如果這些方法沒(méi)有被正確地實(shí)現(xiàn)贺拣，在這種情況下，兩個(gè)不同Key也許會(huì)產(chǎn)生相同的hashCode()和equals()輸出捂蕴，HashMap將會(huì)認(rèn)為它們是相同的纵柿，然后覆蓋它們，而非把它們存儲(chǔ)到不同的地方启绰。同樣的，所有不允許存儲(chǔ)重復(fù)數(shù)據(jù)的集合類(lèi)都使用hashCode()和equals()去查找重復(fù)沟使，所以正確實(shí)現(xiàn)它們非常重要委可。
equals()和hashCode()的實(shí)現(xiàn)應(yīng)該遵循以下規(guī)則：
（1）如果o1.equals(o2)，那么o1.hashCode() == o2.hashCode()總是為true的腊嗡。
（2）如果o1.hashCode() == o2.hashCode()着倾，并不意味著o1.equals(o2)會(huì)為true。
19.我們能否使用任何類(lèi)作為Map的key燕少？
我們可以使用任何類(lèi)作為Map的key卡者，然而在使用它們之前，需要考慮一下幾點(diǎn):
（1）如果類(lèi)重寫(xiě)了equals()方法客们，它也應(yīng)該重寫(xiě)hashCode()方法崇决。
（2）類(lèi)的所有實(shí)例需要遵循與equals()和hashCode()相關(guān)的規(guī)則。請(qǐng)參考之前提到的這些規(guī)則底挫。
（3）如果一個(gè)類(lèi)沒(méi)有使用equals()恒傻，你不應(yīng)該在hashCode()中使用它。
（4）用戶(hù)自定義key類(lèi)的最佳實(shí)踐是使之為不可變的建邓，這樣盈厘，hashCode()值可以被緩存起來(lái)，擁有更好的性能官边。不可變的類(lèi)也可以確保hashCode()和equals()在未來(lái)不會(huì)改變沸手，這樣就會(huì)解決與可變相關(guān)的問(wèn)題了外遇。
//傳遞給MyKey的name參數(shù)被用于equals()和hashCode()中
MyKey key = new MyKey('Pankaj'); //assume hashCode=1234
myHashMap.put(key, 'Value');
// 以下的代碼會(huì)改變key的hashCode()和equals()值
key.setName('Amit'); //assume new hashCode=7890
//下面會(huì)返回null，因?yàn)镠ashMap會(huì)嘗試查找存儲(chǔ)同樣索引的key契吉，而key已被改變了跳仿，匹配失敗，返回null
myHashMap.get(new MyKey('Pankaj'));
20.Map接口提供更了那些不同的集合視圖栅隐？
Set keyset()：返回map中包含的所有key的一個(gè)Set視圖.
Collection values()：返回一個(gè)map中包含的所有value的一個(gè)Collection視圖塔嬉。
Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()：返回一個(gè)map鐘包含的所有映射的一個(gè)集合視圖。
21.HashMap和HashTable有什么不同租悄。
HashTable 是Dictionary的子類(lèi)谨究，而HashMap是Map的一個(gè)實(shí)現(xiàn)類(lèi)。
HashMap允許key和value為null泣棋，而HashTable不允許胶哲。
HashTable中的方法是同步的，而HashMap不是潭辈。所以HashMap適合單線(xiàn)程環(huán)境鸯屿，HashTable適合多線(xiàn)程環(huán)境
HashMap提供對(duì)key的Set進(jìn)行遍歷，因此它是fail-fast的把敢，HashTable提供對(duì)key
的Enumeration進(jìn)行遍歷寄摆，它不支持fail-fast。
HashTable被認(rèn)為是個(gè)遺留的類(lèi)修赞，如果你尋求在迭代的時(shí)候修改Map婶恼，
你應(yīng)該使用CocurrentHashMap。
31.隊(duì)列和棧是什么柏副，列出它們的區(qū)別勾邦？
棧和隊(duì)列兩者都被用來(lái)預(yù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。Stack是一個(gè)擴(kuò)展自Vector的類(lèi)割择，而Queue是一個(gè)接口眷篇。
35.我們?nèi)绾螌?duì)一組對(duì)象進(jìn)行排序？
如果我們需要對(duì)一個(gè)對(duì)象數(shù)組進(jìn)行排序荔泳，我們可以使用Arrays.sort()方法蕉饼。
38.集合框架里實(shí)現(xiàn)的通用算法有哪些？
Java集合框架提供常用的算法實(shí)現(xiàn)换可，比如排序和搜索椎椰。部分算法有排序、搜索沾鳄、混編慨飘、最大最小值。
39.大寫(xiě)的O是什么？舉幾個(gè)例子瓤的？
大寫(xiě)的O描述的是休弃，就數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的一系列元素而言，一個(gè)算法的性能圈膏。Collection類(lèi)就是實(shí)際的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)塔猾，我們通常基于時(shí)間稽坤、內(nèi)存和性能丈甸，使用大寫(xiě)的O來(lái)選擇集合實(shí)現(xiàn)。
40.與Java集合框架相關(guān)的有哪些最好的實(shí)踐尿褪？
根據(jù)需要選擇正確的集合類(lèi)型睦擂。比如，如果指定了大小杖玲，我們會(huì)選用Array而非ArrayList顿仇。如果我們想根據(jù)插入順序遍歷一個(gè)Map，我們需要使用TreeMap摆马。如果我們不想重復(fù)臼闻，我們應(yīng)該使用Set。
一些集合類(lèi)允許指定初始容量囤采，所以如果我們能夠估計(jì)到存儲(chǔ)元素的數(shù)量述呐，我們可以使用它，就避免了重新哈辖短海或大小調(diào)整市埋。
基于接口編程，而非基于實(shí)現(xiàn)編程恕刘，它允許我們后來(lái)輕易地改變實(shí)現(xiàn)。
總是使用類(lèi)型安全的泛型抒倚，避免在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)ClassCastException褐着。
使用JDK提供的不可變類(lèi)作為Map的key，可以避免自己實(shí)現(xiàn)hashCode()和equals()托呕。
盡可能使用Collections工具類(lèi)含蓉，或者獲取只讀、同步或空的集合项郊，而非編寫(xiě)自己的實(shí)現(xiàn)馅扣。它將會(huì)提供代碼重用性，它有著更好的穩(wěn)定性和可維護(hù)性着降。
