Java面试准备之集合框架

Posted 2020-10-05 stubborn

集合框架

Collection：List列表，Set集 Map：Hashtable，HashMap，TreeMap

Collection 是单列集合 List 元素是有序的(元素存取是有序)、可重复 有序的 collection，可以对列表中每个元素的插入位置进行精确地控制。可以根据元素的整数索引（在列表中的位置）访问元素，并搜索列表中的元素。可存放重复元素，元素存取是有序的。 List接口中常用类： ?Vector：线程安全，但速度慢，已被ArrayList替代。底层数据结构是数组结构 ?ArrayList：线程不安全，查询速度快。底层数据结构是数组结构 ?LinkedList：线程不安全。增删速度快。底层数据结构是链表结构

Set(集) 元素不可重复。 取出元素的方法只有迭代器。不可以存放重复元素，元素存取是无序的。 Set接口中常用的类 HashSet：线程不安全，内部是基于散列函数实现,存取速度快。它是如何保证元素唯一性的呢？依赖的是元素的hashCode方法和euqals方法。. LinkedHashSet:具有HashSet的查询速度，且内部采用双向链表维护元素的顺序（默认保持插入顺序排序， 如果初始化时将accessOrder设置为true将使用最近最少顺序，即最近使用的元素插在链表尾部）。元素必须实现hashCode(）方法。内部是由链表实现。 ?TreeSet：线程不安全，可以对Set集合中的元素进行排序,底层采用了红黑树。它的排序是如何进行的呢？通过compareTo或者compare方法中的来保证元素的唯一性。元素是以二叉树的形式存放的。意味着TreeSet中的元素要实现Comparable接口。或者有一个自定义的比较器。

Map　是一个双列集合 |--Hashtable:线程安全，速度快。底层是哈希表数据结构。是同步的。不允许null作为键，null作为值。 |--Properties:用于配置文件的定义和操作，使用频率非常高，同时键和值都是字符串。是集合中可以和IO技术相结合的对象。(到了IO在学习它的特有和io相关的功能。) |--HashMap:线程不安全，速度慢。底层也是哈希表数据结构。是不同步的。 允许null作为键，null作为值。替代了Hashtable. |--LinkedHashMap: 可以保证HashMap集合有序。存入的顺序和取出的顺序一致。 |--TreeMap：可以用来对Map集合中的键进行排序.底层是采用红黑树． Collection 和 Collections的区别 Collection是集合类的上级接口，子接口主要有Set 和List、Map。 Collections是针对集合类的一个帮助类，提供了操作集合的工具方法：一系列静态方法实现对各种集合的搜索、排序、线程安全化等操作。

接口：Collection

Collection是最基本的集合接口，一个Collection代表一组Object，即Collection的元素（Elements）。一些Collection允许相同的元素而另一些不行。一些能排序而另一些不行。Java SDK不提供直接继承自Collection的类，Java SDK提供的类都是继承自Collection的“子接口”如List和Set。 所有实现Collection接口的类都必须提供两个标准的构造函数：无参数的构造函数用于创建一个空的Collection，有一个Collection参数的构造函数用于创建一个新的Collection，这个新的Collection与传入的Collection有相同的元素。后一个构造函数允许用户复制一个Collection。 主要的一个接口方法：boolean add(Ojbect c)虽然返回的是boolean，但不是表示添加成功与否，这个返回值表示的意义是add()执行后，集合的内容是否改变了（就是元素的数量、位置等有无变化）。类似的addAll，remove，removeAll，remainAll也是一样的。 用Iterator模式实现遍历集合,Collection有一个重要的方法：iterator()，返回一个Iterator（迭代器），用于遍历集合的所有元素。Iterator模式可以把访问逻辑从不同的集合类中抽象出来，从而避免向客户端暴露集合的内部结构。典型的用法如下：

        Iterator it = collection.iterator(); // 获得一个迭代器
        while(it.hasNext()) {
            Object obj = it.next(); // 得到下一个元素
    }

 

不需要维护遍历集合的“指针”，所有的内部状态都由Iterator来维护，而这个Iterator由集合类通过工厂方法生成。每一种集合类返回的Iterator具体类型可能不同，但它们都实现了Iterator接口，因此，我们不需要关心到底是哪种Iterator，它只需要获得这个Iterator接口即可，这就是接口的好处，面向对象的威力。 要确保遍历过程顺利完成，必须保证遍历过程中不更改集合的内容（Iterator的remove()方法除外），所以，确保遍历可靠的原则是：只在一个线程中使用这个集合，或者在多线程中对遍历代码进行同步。由Collection接口派生的两个接口是List和Set。

Collection包结构，与Collections的区别

Collection是集类，包含List有序列表，Set无序集合以及Map双列集合 Collection是集合类的上级接口，子接口主要有Set 和List、Map。
Collections是针对集合类的一个帮助类，提供了操作集合的工具方法：一系列静态方法实现对各种集合的搜索、排序、线程安全化等操作

List、Map、Set 三个接口存储元素时各有什么特点

1）List是有序的Collection，使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置。用户能够使用索引（元素在List中的位置，类似于数组下标）来访问List中的元素，这类似于Java的数组。和下面要提到的Set不同，List允许有相同的元素。 除了具有Collection接口必备的iterator()方法外，List还提供一个listIterator()方法，返回一个ListIterator接口，和标准的Iterator接口相比，ListIterator多了一些add()之类的方法，允许添加，删除，设定元素，还能向前或向后遍历。实现List接口的常用类有LinkedList，ArrayList，Vector和Stack。 2）Set 是一种不包含重复的元素的 Collection，即任意的两个元素 e1 和 e2 都有e1.equals(e2)=false，Set 最多有一个 null 元素。 3）Map 接口 ：请注意，Map 没有继承 Collection 接口，Map 提供 key 到 value 的映射．使用底层散列函数

Map、Set、List、Queue、Stack的特点与用法

Set集合类似于一个罐子，"丢进"Set集合里的多个对象之间没有明显的顺序。 List集合代表元素有序、可重复的集合，集合中每个元素都有其对应的顺序索引。 Stack是Vector提供的一个子类，用于模拟"栈"这种数据结构(LIFO后进先出) Queue用于模拟"队列"这种数据结构(先进先出 FIFO)。 Map用于保存具有"映射关系"的数据，因此Map集合里保存着两组值

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更容易。

ArrayList 和 LinkedList

ArrayList 和 LinkedList 都实现了 List 接口，他们有以下的不同点： ArrayList 是基于索引的数据接口，它的底层是数组。它可以以O(1)时间复杂度对元素进行随机访问。与此对应，LinkedList 是以元素列表的形式存储它的数据，每一个元素都和它的前一个和后一个元素链接在一起，在这种情况下，查找某个元素的时间复杂度是O(n)。 相对于 ArrayList，LinkedList的插入，添加，删除操作速度更快，因为当元素被添加到集合任意位置的时候，不需要像数组那样重新计算大小或者是更新索引。 LinkedList 比 ArrayList 更占内存，因为 LinkedList 为每一个节点存储了两个引用，一个指向前一个元素，一个指向下一个元素。

ArrayList和Vector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。

遍历一个List有哪些不同的方式

    List<String> strList = new ArrayList<>();
    //使用for-each循环
    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。

LinkedList 和PriorityQueue 的区别

Queue中只有两个实现类LinkedList 和PriorityQueue。他们都是属于队列，即拥有先进先出（FIFO）的特点。而这两个类的区别在于他们的排序行为并非性能。 LinkedList 支持双向列表操作， PriorityQueue 按优先权控制队列元素的出队次序。（列表中的排序顺序是通过实现Comparable来控制的）

HashMap的工作原理

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。

其它关于HashMap比较重要的问题是容量、加载因子和阀值调整。HashMap默认的初始容量是16，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。

HashMap实现原理

数据结构： HashMap基于哈希算法，采用链地址法来避免hash冲突，所以其内部采用链表数组数据结构。我们通过put()和get()方法储存和获取对象。HashMap里面实现一个静态内部类Entry, Entry其重要的属性有key , value, next.用该Entry定义了一个链表的数组用来存放数据，这种方法叫做连地址法，是为了避免hash冲突。 HashMap的存取实现: 1) put 首先会根据对象的hashCode计算得到散列桶坐标（数组下表），因为数组中存放的是Entry链表结构，所以还需要对该链表进行遍历，通过调用key.equals方法判断是否存在该key，如果存在则修改内容。如果不存在则采用头插入的方式在链表头部插入一个新的节点存储这个新的映射关系。 null key总是存放在Entry[]数组的第一个元素，而且仅保留一个null key。 2) get 首先也会根据hashCode的值定位到散列桶，并遍历存放在改桶中的链表。如果存在的该key则返回对应的value，如果不存在则返回null。（比较时调用key.equals) 具体比较： (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))） 再散列rehash过程： Entry[]的长度一定后，随着map里面数据的越来越长，超过了加载因子，必须调整table的大小。每次将数组拓展到原来数据长度的两倍。这时，需要创建一张新表，将原表的映射到新表中。 注：在存储当前值后再判断是否进行扩展容器，这样的扩容方式有可能导致拓展后容器没有被使用造成浪费。 解决hash冲突的办法 1.开放定址法（线性探测再散列，二次探测再散列，伪随机探测再散列） 2.再哈希法 3.链地址法 4.建立一个公共溢出区 Java中hashmap的解决办法就是采用的链地址法。 HashMap实现原理：http://blog.csdn.net/vking_wang/article/details/14166593

我们能否使用任何类作为Map的key

我们可以使用任何类作为Map的key，然而在使用它们之前，需要考虑以下几点： （1）如果类重写了equals()方法，它也应该重写hashCode()方法。 （2）类的所有实例需要遵循与equals()和hashCode()相关的规则。请参考之前提到的这些规则。 （3）如果一个类没有使用equals()，你不应该在hashCode()中使用它。 （4）用户自定义key类的最佳实践是使之为不可变的，这样，hashCode()值可以被缓存起来，拥有更好的性能。不可变的类也可以确保hashCode()和equals()在未来不会改变，这样就会解决与可变相关的问题了。 比如，我有一个类MyKey，在HashMap中使用它

    //传递给MyKey的name参数被用于equals()和hashCode()中
    MyKey key = new MyKey(‘Pankaj‘); //assume hashCode=1234
    myHashMap.put(key, ‘Value‘);
    // 以下的代码会改变key的hashCode()和equals()值
    key.setName(‘Amit‘); //assume new hashCode=7890
    //下面会返回null，因为HashMap会尝试查找存储同样索引的key，而key已被改变了，匹配失败，返回null
    myHashMap.get(new MyKey(‘Pankaj‘));

 

那就是为何String和Integer被作为HashMap的key大量使用

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。

HashMap和HashTable的区别

HashMap和Hashtable都实现了Map接口，因此很多特性非常相似。但是，他们有以下不同点： 1)HashMap允许键和值是null，而Hashtable不允许键或者值是null。 2)Hashtable是同步的，而HashMap不是。因此，HashMap更适合于单线程环境，而Hashtable适合于多线程环境。 3）HashMap的迭代器(Iterator)是fail-fast迭代器，而Hashtable的enumerator(列举)迭代器不是fail-fast的。所以当有其它线程改变了HashMap的结构（增加或者移除元素），将会抛出ConcurrentModificationException，但迭代器本身的remove()方法移除元素则不会抛出ConcurrentModificationException异常。但这并不是一个一定发生的行为，要看JVM。这条同样也是Enumeration和Iterator的区别。一般认为Hashtable是一个遗留的类。如果你寻求在迭代的时候修改Map，你应该使用CocurrentHashMap http://www.importnew.com/7010.html

HashMap 和 Hashtable 有什么区别

HashMap 和 Hashtable 都实现了 Map 接口，因此很多特性非常相似。但是，他们有以下不同点： HashMap 允许键和值是 null，而 Hashtable 不允许键或者值是 null。 Hashtable 是同步的，而 HashMap 不是。因此， HashMap 更适合于单线程环境，而 Hashtable 适合于多线程环境。 HashMap 提供了可供应用迭代的键的集合，因此，HashMap 是快速失败的。另一方面，Hashtable 提供了对键的列举(Enumeration)。

Enumeration 接口和 Iterator 接口的区别

Enumeration 速度是 Iterator 的2倍，同时占用更少的内存。 但是，Iterator远远比 Enumeration 安全，因为其他线程不能够修改正在被 iterator 遍历的集合里面的对象。 同时，Iterator 允许调用者删除底层集合里面的元素，这对 Enumeration 来说是不可能的。

通过迭代器fail-fast属性

每次我们尝试获取下一个元素的时候，Iterator fail-fast属性检查当前集合结构里的任何改动。如果发现任何改动，它抛出ConcurrentModificationException。Collection中所有Iterator的实现都是按fail-fast来设计。在遍历一个集合的时候，我们可以使用并发集合类来避免ConcurrentModificationException，比如使用CopyOnWriteArrayList，而不是ArrayList

快速失败(fail-fast)和安全失败(fail-safe)的区别

Iterator的fail-fast属性与当前的集合共同起作用，因此它不会受到集合中任何改动的影响。java.util包下面的所有的集合类都是快速失败的，而java.util.concurrent包下面的所有的类都是安全失败的。快速失败的迭代器会抛出ConcurrentModificationException异常，而安全失败的迭代器永远不会抛出这样的异常。

HashSet,TreeSet,LinkedHashSet 之间的区别

首先这三个类都是实现了Set接口，并且LinkedHashSet继承HashSet ，TreeSet实现了SortedSet。所以它们都拥有Set的基本特性，如：集合中的元素不能重复（这个需要和容器转载的类中的equals()方法有关）. 这三个容器所接受的类必须实现equals() 方法。 HashSet： 为查询速度所设计的，存入HashSet的元素必须定义hashCode()方法。内部是基于散列函数实现。 TreeSet： 实现了SortedSet（SortedSet的元素可以保证处于排序状态）,所以内部的元素是保持一定次序的（次序与元素实现的compareTo()方法有关），且底层是树状结构。使用它可以从Set中提取有序的序列。要求存入的元素必须实现Comparable接口,或则需要传入一个比较器Comparator。否则报ClassCastException。内部采用了红黑树实现。 LinkedHashSet： 具有HashSet的查询速度，且内部链表维护元素的顺序（按插入顺序排序）。元素必须实现hashCode(）方法。内部是由链表实现。

HashMap ,LinkedHashMap ,TreeMap,WeakHashMap,ConcurrentHashMap,IdentityHashMap的区别

Map 中任何键的比较都是通过equals进行比较的，所以如果键用于映射的话需要由恰当的hashCode() 方法。如果键值用于TreeMap，它必须实现Comparable。 HashMap 基于散列表来的实现，即使用hashCode()进行快速查询元素的位置，显著提高性能。插入和查询“键值对”的开销是固定的。可以通过设置容量和负载因子，以调整容器的性能。 LinkedHashMap, 类似于HashMap,但是迭代遍历它时，取得“键值对”的顺序是其插入的次序，只比HashMap慢一点。而在迭代访问时反而更快，因为它使用链表维护内部次序。此外可以在构造器中设定LinkedHashMap，使之采用基于访问的最近最少使用(LRU)算法。于是没有被访问过的元素就会出现在队列前面。对于需要定期清理元素以节省空间的程序员来说，此功能使得程序员很容易得以实现。被访问过的键值会放在链表尾部。 TreeMap, 是基于红黑树的实现。实现了SortedMap，SortedMap 可以确保键处于排序状态。所以查看“键”和“键值对”时，所有得到的结果都是经过排序的，次序由Comparable或Comparator决定。SortedMap拥有其他额外的功能，如：Comparator comparator()返回当前Map使用的Comparator或者null. T firstKey() 返回Map的第一个键，T lastKey() 返回最后一个键。SortedMap headMap(toKey),生成一个键小于toKey的Map子集。SortedMap tailMap(fromKey) 也是生成一个子集。TreeMap是唯一的带有subMap()方法的Map,它可以返回一个子树。 WeakHashMap 表示弱键映射，允许释放映射所指向的对象。这是为了解决某类特殊问题而设计的，如果映射之外没有引用指向某个“键”，则“键”可以被垃圾收集器回收。 ConcurrentHashMap 一种线程安全的Map,它不涉及同步加锁。 IdentityHashMap 使用==代替equals() 对“键”进行比较的散列映射。专为解决特殊问题而设计。 HashTable (已经摒弃了)

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。

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。

Iterator是什么

Iterator接口提供遍历任何Collection的接口。我们可以从一个Collection中使用迭代器方法来获取迭代器实例。迭代器取代了Java集合框架中的Enumeration。迭代器允许调用者在迭代过程中移除元素。

Iterator和ListIterator的区别是什么

下面列出了他们的区别： Iterator 可用来遍历 Set 和 List 集合，但是 ListIterator 只能用来遍历 List 。 Iterator 对集合只能是前向遍历，ListIterator 既可以前向也可以后向。 ListIterator 实现了 Iterator 接口，并包含其他的功能，比如：增加元素，替换元素，获取前一个和后一个元素的索引，等等。

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

EnumSet是什么

java.util.EnumSet是使用枚举类型的集合实现。当集合创建时，枚举集合中的所有元素必须来自单个指定的枚举类型，可以是显示的或隐示的。EnumSet是不同步的，不允许值为null的元素。它也提供了一些有用的方法，比如copyOf(Collection c)、of(E first,E…rest)和complementOf(EnumSet s)。

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。

BockingQueue是什么

Java.util.concurrent.BlockingQueue是一个队列，在进行检索或移除一个元素的时候，它会等待队列变为非空；当在添加一个元素时，它会等待队列中的可用空间。BlockingQueue接口是Java集合框架的一部分，主要用于实现生产者-消费者模式。我们不需要担心等待生产者有可用的空间，或消费者有可用的对象，因为它都在BlockingQueue的实现类中被处理了。Java提供了集中BlockingQueue的实现，比如ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue,、SynchronousQueue等。

我们如何对一组对象进行排序

如果我们需要对一个对象数组进行排序，我们可以使用Arrays.sort()方法。如果我们需要排序一个对象列表，我们可以使用Collections.sort()方法。两个类都有用于自然排序（使用Comparable）或基于标准的排序（使用Comparator）的重载方法sort()。Collections内部使用数组排序方法，所有它们两者都有相同的性能，只是Collections需要花时间将列表转换为数组。

Comparable和Comparator接口

Comparable & Comparator 都是用来实现集合中元素的比较、排序的，只是 Comparable 是在集合内部定义的方法实现的排序，Comparator 是在集合外部实现的排序，所以，如想实现排序，就需要在集合外定义 Comparator 接口的方法或在集合内实现 Comparable 接口的方法。 1) Comparator位于包java.util下，而Comparable位于包java.lang下 2) Comparable 是在集合内部定义的方法实现的排序,Comparator 是在集合外部实现的排序.Comparable 是一个对象本身就已经支持自比较所需要实现的接口,自定义的类要在加入list容器中后能够排序，可以实现Comparable接口.在用Collections类的sort方法排序时，如果不指定Comparator，那么就以自然顺序排序.而 Comparator 是一个专用的比较器，当这个对象不支持自比较或者自比较函数不能满足你的要求时，你可以写一个比较器来完成两个对象之间大小的比较。用 Comparator 是策略模式（strategy design pattern），就是不改变对象自身，而用一个策略对象（strategy object）来改变它的行为。 3) Comparator定义了俩个方法，分别是int compare(T o1,T o2)和boolean equals(Object obj).Comparable接口只提供了int compareTo(T o)方法. 也就是说假如我定义了一个Person类，这个类实现了Comparable接口，那么当我实例化Person类的person1后，我想比较person1和一个现有的Person对象person2的大小时，我就可以这样来调用：person1.comparTo(person2),通过返回值就可以判断了；而此时如果你定义了一个PersonComparator（实现了Comparator接口）的话，那你就可以这样：PersonComparator comparator= new PersonComparator(); comparator.compare(person1,person2);。

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。

集合框架中的泛型有什么优点

Java1.5引入了泛型，所有的集合接口和实现都大量地使用它。泛型允许我们为集合提供一个可以容纳的对象类型，因此，如果你添加其它类型的任何元素，它会在编译时报错。这避免了在运行时出现ClassCastException，因为你将会在编译时得到报错信息。泛型也使得代码整洁，我们不需要使用显式转换和instanceOf操作符。它也给运行时带来好处，因为不会产生类型检查的字节码指令。

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。

为什么集合类没有实现Cloneable和Serializable接口

Collection接口指定一组对象，对象即为它的元素。如何维护这些元素由Collection的具体实现决定。例如，一些如List的Collection实现允许重复的元素，而其它的如Set就不允许。很多Collection实现有一个公有的clone方法。然而，把它放到集合的所有实现中也是没有意义的。这是因为Collection是一个抽象表现。重要的是实现。 当与具体实现打交道的时候，克隆或序列化的语义和含义才发挥作用。所以，具体实现应该决定如何对它进行克隆或序列化，或它是否可以被克隆或序列化。 在所有的实现中授权克隆和序列化，最终导致更少的灵活性和更多的限制。特定的实现应该决定它是否可以被克隆和序列化。

与Java集合框架相关的有哪些最好的实践

(1)根据需要选择正确的集合类型。比如，如果指定了大小，我们会选用Array而非ArrayList。如果我们想根据插入顺序遍历一个Map，我们需要使用TreeMap。如果我们不想重复，我们应该使用Set。如果涉及到堆栈，队列等操作，应该考虑用List，对于需要快速插入，删除元素，应该使用LinkedList，如果需要快速随机访问元素，应该使用ArrayList。 (2)如果程序在单线程环境中，或者访问仅仅在一个线程中进行，考虑非同步的类，其效率较高，如果多个线程可能同时操作一个类，应该使用同步的类。 (3)要特别注意对哈希表的操作，作为key的对象要正确复写equals和hashCode方法。使用JDK提供的不可变类作为Map的key，可以避免自己实现hashCode()和equals()。 性。 (4)尽量返回接口而非实际的类型，如返回List而非ArrayList，这样如果以后需要将ArrayList换成LinkedList时，客户端代码不用改变。这就是针对抽象编程。 (5)尽可能使用Collections工具类，或者获取只读、同步或空的集合，而非编写自己的实现。它将会提供代码重用性，它有着更好的稳定性和可维护 (6)一些集合类允许指定初始容量，所以如果我们能够估计到存储元素的数量，我们可以使用它，就避免了重新哈希或大小调整。 (7)基于接口编程，而非基于实现编程，它允许我们后来轻易地改变实现。 (8)总是使用类型安全的泛型，避免在运行时出现ClassCastException。

ArrayList 是否支持序列化

支持， 实现了　serlializable接口，并实现了以下两个方法：

private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
    throws java.io.IOException{
    // Write out element count, and any hidden stuff
    int expectedModCount = modCount;
    s.defaultWriteObject();

    // Write out size as capacity for behavioural compatibility with clone()
    s.writeInt(size);

    // Write out all elements in the proper order.
    for (int i=0; i<size; i++) {
        s.writeObject(elementData[i]);
    }

    if (modCount != expectedModCount) {
        throw new ConcurrentModificationException();
    }
    }

    /**
     * Reconstitute the <tt>ArrayList</tt> instance from a stream (that is,
     * deserialize it).
     */
    private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
    throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
    elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;

    // Read in size, and any hidden stuff
    s.defaultReadObject();

    // Read in capacity
    s.readInt(); // ignored

    if (size > 0) {
        // be like clone(), allocate array based upon size not capacity
        ensureCapacityInternal(size);

        Object[] a = elementData;
        // Read in all elements in the proper order.
        for (int i=0; i<size; i++) {
            a[i] = s.readObject();
        }
    }
    }

ArrayList

 public Object clone() {
    try {
        ArrayList<?> v = (ArrayList<?>) super.clone();
        v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
        v.modCount = 0;
        return v;
    } catch (CloneNotSupportedException e) {
        // this shouldn‘t happen, since we are Cloneable
        throw new InternalError(e);
    }
    }

 

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

Comparable 和Comparator 接口