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2020年最新合集-Java集合类面试题

2020-01-08 16:26:22
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　　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。

　　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。

　　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。

　　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。

　　Iterater和ListIterator之间有什么区别?

　　(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。

　　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。

　　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。

　　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。

　　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> 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。

　　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。

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