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大厂面试必备——Java集合框架

互联网 diligentman 4天前 6次浏览

Java集合框架面试题

常见集合

集合可以看作是一种容器,用来存储对象信息。
数组和集合的区别:
(1)数组长度不可变化而且无法保存具有映射关系的数据;集合类用于保存数量不确定的数据,以及保存具有映射关系的数据。
(2)数组元素既可以是基本类型的值,也可以是对象;集合只能保存对象。
Java集合类主要由两个接口Collection和Map。
Collection接口派生出来的常用集合有:

  • (主要)ArrayList、LinkedList
  • (次要)HashSet、TreeSet、Vector(过去式)
    Map接口派生出来的常用集合有:
  • (主要)HashMap
  • (次要)TreeMap

简要说明List、Set、Map的区别
List集合:有序、可重复集合,集合中每个元素都有其对应的顺序索引
实现List接口的集合主要有:ArrayList、LinkedList、Vector。

Set集合:有序,不可重复集合,重复元素会覆盖掉。
实现Set接口的集合主要有:HashSet、TreeSet。

Map集合:以键值对的方式存储,元素无存入顺序,元素不可重复,重复元素会覆盖掉,key、value都可以为null
实现Map接口的集合主要有:HashMap、HashTable、TreeMap。

(1)ArrayList
ArrayList是一个动态数组,也是我们最常用的集合,是List类的典型实现。它允许任何符合规则的元素插入甚至包括null。每一个ArrayList都有一个初始容量10,该容量代表了数组的大小。随着容器中的元素不断增加,容器的大小也会随着增加。在每次向容器中增加元素的同时都会进行容量检查,当快溢出时,就会进行扩容操作。所以如果我们明确所插入元素的多少,最好指定一个初始容量值,避免过多的进行扩容操作而浪费时间、效率。

(2)LinkedList
LinkedList是List接口的另一个实现,除了可以根据索引访问集合元素外,LinkedList还实现了Deque接口,可以当作双端队列来使用,也就是说,既可以当作“栈”使用,又可以当作队列使用。

(3)Vector
与ArrayList相似,但是Vector是同步的。所以说Vector是线程安全的动态数组。它的操作与ArrayList几乎一样。

(4)HashSet
HashSet是不能保证元素的顺序,不是线程同步的集合,如果多线程操作HashSet集合,则应通过代码来保证其同步,集合元素值可以是null

(5)TreeSet
TreeSet可以保证元素处于排序状态,它采用红黑树的数据结构来存储集合元素。TreeSet支持两种排序方法:自然排序和定制排序,默认采用自然排序

(6)HashMap
HashMap基于hashing原理,通过put()和get()方法存储和获取对象。当我们将键值对传递给put()方法时,它调用建对象的hashCode()方法来计算hashCode值,然后找到bucket位置来储存值对象。当获取对象时,通过建对象的equals()方法找到正确的键值对,然后返回对象。HashMap使用链表来解决碰撞问题,当发生碰撞了,对象将会存储在链表的下一个节点中。

(7)HashTable
HashMap的关系完全类似于ArrayList与Vertor,HashMap是线程不安全,HashTable是线程安全的,HashMap可以使用null值最为key或value;Hashtable不允许使用null值作为key和value,如果把null放进HashTable中,将会发生空指针异常。

(8)TreeMap
一个红黑树的数据结构,每个key-value对作为红黑树的一个节点。TreeMap存储key-value对时,需要根据key对节点进行排序

面试常问

1. ArrayList和Vector的区别。

Vector:线程安全,数据增长原来的2倍。
ArrayList:非线程安全,数据增长没有明确规定,从源码来看是增长原来的1.5倍。

2. HashMap和HashTable的区别。
  • 线程安全性不同:HashMap非线程安全,HashTable线程安全
  • 继承的父类不同:Hashtable继承自Dictionary类,而HashMap继承自AbstractMap类。但二者都实现了Map接口。
  • key和value是否允许null值:Hashtable中,key和value都不允许出现null值
  • 两个遍历方式的内部实现上不同
3. ArrayList,Vector,LinkedList的存储性能和特性。

ArrayList和Vector都是使用数组方式存储数据,此数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素,它们都允许直接按序号索引元素,但是插入元素要涉及数组元素移动等内存操作,所以索引数据快而插入数据慢,Vector由于使用了synchronized方法线程安全,性能上比ArrayList差。
而LinkedList使用双向链表实现存储,按序号索引数据需要进行前向或后向遍历,所以索引数据较慢,但是插入数据时只需要记录本项的前后项即可,所以插入速度较快。

4. HashMap的数据结构。

jdk1.7:Hashmap实际上是一个数组和链表的散列表
jdk1.8:当链表中的元素超过了 8 个以后,会将链表转换为红黑树

5. HashMap的工作原理是什么?

以键值对(key-value)的形式存储元素的。HashMap需要一个hash函数,它使用hashCode()和equals()方法来向集合/从集合添加和检索元素。当调用put()方法的时候,HashMap会计算key的hash值,然后把键值对存储在集合中合适的索引上。如果key已经存在了,value会被更新成新值。HashMap的一些重要的特性是它的容量(capacity),负载因子(loadfactor)和扩容极限(thresholdresizing)

6. HashMap什么时候进行扩容呢?

当hashmap中的元素个数超过数组大小loadFactor(加载因子)时,就会进行数组扩容,loadFactor的默认值为0.75。

7. List、Map、Set三个接口,存取元素时,各有什么特点?

List与Set具有相似性,它们都是单列元素的集合
Map与List和Set不同,它是双列的集合
List表示有先后顺序的集合
Set无法拥有重复元素
Map保存key-value值,value可多值

8. Set里的元素是不能重复的,那么用什么方法来区分重复与否呢?是用==还是equals()?它们有何区别?

Set里的元素是不能重复的,元素重复与否是使用equals()方法进行判断的。equals()和==方法决定引用值是否指向同一对象equals()在类中被覆盖,为的是当两个分离的对象的内容和类型相配的话,返回真值。

9. 两个对象值相同(x.equals(y)==true),但却可有不同的hashcode,这句话对不对?

对,如果对象要保存在HashSet或HashMap中,它们的equals相等,那么,它们的hashcode值就必须相等。如果不是要保存在HashSet或HashMap,则与hashcode没有什么关系了,这时候hashcode不等是可以的,例如arrayList存储的对象就不用实现hashcode,当然,我们没有理由不实现,通常都会去实现的。

10. Java集合类框架的基本接口有哪些?

Collection:代表一组对象,每一个对象都是它的子元素。
Set:不包含重复元素的Collection。
List:有顺序的collection,并且可以包含重复元素。
Map:可以把键(key)映射到值(value)的对象,键不能重复。

11. HashSet的底层实现是什么?

通过看源码知道HashSet的实现是依赖于HashMap的,HashSet的值都是存储在HashMap中的。在HashSet的构造法中会初始化一个HashMap对象,HashSet不允许值重复,因此,HashSet的值是作为HashMap的key存储在HashMap中的,当存储的值已经存在时返回false。

12. HashSet和TreeSet有什么区别?

HashSet是由一个hash表来实现的,因此,它的元素是无序的。add(),remove(),contains()TreeSet是由一个树形的结构来实现的,它里面的元素是有序的。因此,add(),remove(),contains()方法的时间复杂度是O(logn)

13. 为什么集合类没有实现Cloneable和Serializable接口?

克隆(cloning)或者是序列化(serialization)的语义和含义是跟具体的实现相关的。因此,应该由集合类的具体实现来决定如何被克隆或者是序列化

14. 数组(Array)和列表(ArrayList)有什么区别?什么时候应该使用Array而不是ArrayList?

Array可以包含基本类型和对象类型,ArrayList只能包含对象类型。Array大小是固定的,ArrayList的大小是动态变化的。ArrayList处理固定大小的基本数据类型的时候,这种方式相对比较慢。

15. Collection和Collections的区别。

collection是集合类的上级接口,继承与它的接口主要是set和list。collections类是针对集合类的一个帮助类.它提供一系列的静态方法对各种集合的搜索,排序,线程安全化等操作。

16. Comparable和Comparator接口是干什么的?列出它们的区别。

Java提供了只包含一个compareTo()方法的Comparable接口。这个方法可以个给两个对象排序。具体来说,它返回负数,0,正数来表明输入对象小于,等于,大于已经存在的对象。
Java提供了包含compare()和equals()两个方法的Comparator接口。compare()方法用来给两个输入参数排序,返回负数,0,正数表明第一个参数是小于,等于,大于第二个参数。equals()方法需要一个对象作为参数,它用来决定输入参数是否和comparator相等。只有当输入参数也是一个comparator并且输入参数和当前comparator的排序结果是相同的时候,这个方法才返回true。
总结:
学无止境,学习是一种态度,无论你是小白菜鸟,还是技术大牛,日常都不能够落下学习这件事情,一旦落后下来,就容易遭到淘汰。

大厂面试必备——Java集合框架

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