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18个Java集合类面试题,你确定都能过关吗?

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就昨天整理的那些面试题《2020年最新整理-Java面试题大全》刚好被我同事看到了,就产生了下列对话
阅读本文预计需要16分钟。
同事小鸭:
呃,提莫啊,这些内容网上大把大把的啊,你又何必在这整理发出来呢?
你还花时间搞,你有这时间你多看两眼书他不香吗?
帅B提莫:
没有啊,就是很单纯的与人方便与己方便啊(可惜,当时小姐姐没在旁边,不然肯定被我征服了)
好了,~咱们继续更新面试题!
1.Java集合框架是什么?说出一些集合框架的优点?
每种编程语言中都有集合,最初的Java版本包含几种集合类:Vector、Stack、HashTable和Array。随着集合的广泛使用,Java1.2提出了囊括所有集合接口、实现和算法的集合框架。在保证线程安全的情况下使用泛型和并发集合类,Java已经经历了很久。它还包括在Java并发包中,阻塞接口以及它们的实现。
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。
**2.Java集合框架的基础接口有哪些?
Collection为集合层级的根接口。一个集合代表一组对象,这些对象即为它的元素。Java平台不提供这个接口任何直接的实现。
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。
3.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。
4.Enumeration和Iterator接口的区别?
Enumeration的速度是Iterator的两倍,也使用更少的内存。Enumeration是非常基础的,也满足了基础的需要。但是,与Enumeration相比,Iterator更加安全,因为当一个集合正在被遍历的时候,它会阻止其它线程去修改集合。
迭代器取代了Java集合框架中的Enumeration。迭代器允许调用者从集合中移除元素,而Enumeration不能做到。为了使它的功能更加清晰,迭代器方法名已经经过改善。
5.Iterater和ListIterator之间有什么区别?
18个Java集合类面试题,你确定都能过关吗?

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(1)我们可以使用Iterator来遍历Set和List集合,而ListIterator只能遍历List。
(2)Iterator只可以向前遍历,而LIstIterator可以双向遍历。
(3)ListIterator从Iterator接口继承,然后添加了一些额外的功能,比如添加一个元素、替换一个元素、获取前面或后面元素的索引位置。
6.遍历一个List有哪些不同的方式?
使用迭代器更加线程安全,因为它可以确保,在当前遍历的集合元素被更改的时候,它会抛出ConcurrentModificationException。
7.为何Iterator接口没有具体的实现?
Iterator接口定义了遍历集合的方法,但它的实现则是集合实现类的责任。每个能够返回用于遍历的Iterator的集合类都有它自己的Iterator实现内部类。
这就允许集合类去选择迭代器是fail-fast还是fail-safe的。比如,ArrayList迭代器是fail-fast的,而CopyOnWriteArrayList迭代器是fail-safe的。
8.在Java中,HashMap是如何工作的?
HashMap在Map.Entry静态内部类实现中存储key-value对。HashMap使用哈希算法,在put和get方法中,它使用hashCode()和equals()方法。当我们通过传递key-value对调用put方法的时候,HashMap使用Key hashCode()和哈希算法来找出存储key-value对的索引。
Entry存储在LinkedList中,所以如果存在entry,它使用equals()方法来检查传递的key是否已经存在,如果存在,它会覆盖value,如果不存在,它会创建一个新的entry然后保存。当我们通过传递key调用get方法时,它再次使用hashCode()来找到数组中的索引,然后使用equals()方法找出正确的Entry,然后返回它的值。下面的图片解释了详细内容。
其它关于HashMap比较重要的问题是容量、负荷系数和阀值调整。HashMap默认的初始容量是32,负荷系数是0.75。阀值是为负荷系数乘以容量,无论何时我们尝试添加一个entry,如果map的大小比阀值大的时候,HashMap会对map的内容进行重新哈希,且使用更大的容量。容量总是2的幂,所以如果你知道你需要存储大量的key-value对,比如缓存从数据库里面拉取的数据,使用正确的容量和负荷系数对HashMap进行初始化是个不错的做法。
9.hashCode()和equals()方法有何重要性?
HashMap使用Key对象的hashCode()和equals()方法去决定key-value对的索引。当我们试着从HashMap中获取值的时候,这些方法也会被用到。如果这些方法没有被正确地实现,在这种情况下,两个不同Key也许会产生相同的hashCode()和equals()输出,HashMap将会认为它们是相同的,然后覆盖它们,而非把它们存储到不同的地方。同样的,所有不允许存储重复数据的集合类都使用hashCode()和equals()去查找重复,所以正确实现它们非常重要。
equals()和hashCode()的实现应该遵循以下规则:
(1)如果o1.equals(o2),那么o1.hashCode() == o2.hashCode()总是为true的。
(2)如果o1.hashCode() == o2.hashCode(),并不意味着o1.equals(o2)会为true。
18个Java集合类面试题,你确定都能过关吗?

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10.Map接口提供了哪些不同的集合视图?
Map接口提供三个集合视图:
(1)Set keyset():返回map中包含的所有key的一个Set视图。集合是受map支持的,map的变化会在集合中反映出来,反之亦然。当一个迭代器正在遍历一个集合时,若map被修改了(除迭代器自身的移除操作以外),迭代器的结果会变为未定义。集合支持通过Iterator的Remove、Set.remove、removeAll、retainAll和clear操作进行元素移除,从map中移除对应的映射。它不支持add和addAll操作。
(2)Collection values():返回一个map中包含的所有value的一个Collection视图。这个collection受map支持的,map的变化会在collection中反映出来,反之亦然。当一个迭代器正在遍历一个collection时,若map被修改了(除迭代器自身的移除操作以外),迭代器的结果会变为未定义。集合支持通过Iterator的Remove、Set.remove、removeAll、retainAll和clear操作进行元素移除,从map中移除对应的映射。它不支持add和addAll操作。
(3)Set<Map.Entry<K,V>> entrySet():返回一个map钟包含的所有映射的一个集合视图。这个集合受map支持的,map的变化会在collection中反映出来,反之亦然。当一个迭代器正在遍历一个集合时,若map被修改了(除迭代器自身的移除操作,以及对迭代器返回的entry进行setValue外),迭代器的结果会变为未定义。集合支持通过Iterator的Remove、Set.remove、removeAll、retainAll和clear操作进行元素移除,从map中移除对应的映射。它不支持add和addAll操作。
11.HashMap和HashTable有何不同?
(1)HashMap允许key和value为null,而HashTable不允许。
(2)HashTable是同步的,而HashMap不是。所以HashMap适合单线程环境,HashTable适合多线程环境。
(3)在Java1.4中引入了LinkedHashMap,HashMap的一个子类,假如你想要遍历顺序,你很容易从HashMap转向LinkedHashMap,但是HashTable不是这样的,它的顺序是不可预知的。
(4)HashMap提供对key的Set进行遍历,因此它是fail-fast的,但HashTable提供对key的Enumeration进行遍历,它不支持fail-fast。
(5)HashTable被认为是个遗留的类,如果你寻求在迭代的时候修改Map,你应该使用CocurrentHashMap。
12.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。
13.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。
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14.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<>>更容易。
15.ArrayList和LinkedList有何区别?
ArrayList和LinkedList两者都实现了List接口,但是它们之间有些不同。
(1)ArrayList是由Array所支持的基于一个索引的数据结构,所以它提供对元素的随机访问,复杂度为O(1),但LinkedList存储一系列的节点数据,每个节点都与前一个和下一个节点相连接。所以,尽管有使用索引获取元素的方法,内部实现是从起始点开始遍历,遍历到索引的节点然后返回元素,时间复杂度为O(n),比ArrayList要慢。
(2)与ArrayList相比,在LinkedList中插入、添加和删除一个元素会更快,因为在一个元素被插入到中间的时候,不会涉及改变数组的大小,或更新索引。
(3)LinkedList比ArrayList消耗更多的内存,因为LinkedList中的每个节点存储了前后节点的引用。
16.哪些集合类提供对元素的随机访问?
ArrayList、HashMap、TreeMap和HashTable类提供对元素的随机访问。
17.哪些集合类是线程安全的?
Vector、HashTable、Properties和Stack是同步类,所以它们是线程安全的,可以在多线程环境下使用。Java1.5并发API包括一些集合类,允许迭代时修改,因为它们都工作在集合的克隆上,所以它们在多线程环境中是安全的。
18.并发集合类是什么?
Java1.5并发包(java.util.concurrent)包含线程安全集合类,允许在迭代时修改集合。迭代器被设计为fail-fast的,会抛出ConcurrentModificationException。一部分类为:CopyOnWriteArrayList、 ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArraySet。
好了各位,今天的面试题就先到这里了。
如果本文有任何错误,请批评指教,不胜感激 !
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