❤️集合很简单？开什么玩笑？肝了一周，全是精华，万字讲解！面试再不怕集合问题了！！！❤️
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了❤️集合很简单？开什么玩笑？肝了一周，全是精华，万字讲解！面试再不怕集合问题了！！！❤️相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
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因此猛哥跟来劲了，干了三瓶红牛。放弃了七夕和女友逛街，又肝了一篇集合的面试干货，不叨叨直接上干货。
目录
Q1：说⼀说 ArrayList
ArrayList 是容量可变的⾮线程安全列表，使⽤数组实现，集合扩容时会创建更⼤的数组，把原有数组复制到新数组。⽀持对元素的快速随机访问，但插⼊与删除速度很慢。ArrayList 实现了 RandomAcess 标记接⼝，如果⼀个类实现了该接⼝，那么表示使⽤索引遍历⽐迭代器更快。
elementData是 ArrayList 的数据域，被 transient 修饰，序列化时会调⽤ writeObject 写⼊流，反序列化时调⽤ readObject 重新赋值到新对象的 elementData。原因是 elementData 容量通常⼤于实际存储元素的数量，所以只需发送真正有实际值的数组元素。size 是当前实际大小，elementData ⼤⼩⼤于等于 size。
modCount 记录了 ArrayList 结构性变化的次数，继承⾃ AbstractList。所有涉及结构变化的⽅法都会增加该值。expectedModCount 是迭代器初始化时记录的 modCount 值，每次访问新元素时都会检查modCount 和 expectedModCount 是否相等，不相等就会抛出异常。这种机制叫做 fail-fast，所有集合类都有这种机制。
Q2：说⼀说 LinkedList
LinkedList 本质是双向链表，与 ArrayList 相⽐插⼊和删除速度更快，但随机访问元素很慢。除继承AbstractList 外还实现了 Deque 接⼝，这个接⼝具有队列和栈的性质。成员变量被 transient 修饰，原理和 ArrayList 类似。
LinkedList 包含三个重要的成员：size、first 和 last。size 是双向链表中节点的个数，first 和 last 分别指向⾸尾节点的引用。
LinkedList 的优点在于可以将零散的内存单元通过附加引⽤的方式关联起来，形成按链路顺序查找的线性结构，内存利⽤率较⾼。
Q3：ArrayList和LinkList的区别
看一段简单的ArrayList和LinkList的代码，具体的大家可以自己去看下；
ArrayList：
public ArrayList(int initialCapacity) {
if (initialCapacity > 0) {
this.elementData = new Object[initialCapacity];
} else if (initialCapacity == 0) {
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
} else {
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
}
}
/**
* Constructs an empty list with an initial capacity of ten.
*/
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
/**
* Constructs a list containing the elements of the specified
* collection, in the order they are returned by the collection's
* iterator.
*
* @param c the collection whose elements are to be placed into this list
* @throws NullPointerException if the specified collection is null
*/
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
elementData = c.toArray();
if ((size = elementData.length) != 0) {
// c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
if (elementData.getClass() != Object[].class)
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
} else {
// replace with empty array.
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}
}
/**
* Trims the capacity of this <tt>ArrayList</tt> instance to be the
* list's current size. An application can use this operation to minimize
* the storage of an <tt>ArrayList</tt> instance.
*/
public void trimToSize() {
modCount++;
if (size < elementData.length) {
elementData = (size == 0)
? EMPTY_ELEMENTDATA
: Arrays.copyOf(elementData, size);
}
}
类继承图关系:
LinkList：
public class LinkedList<E> extends AbstractSequentialList<E> implements
List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable {}
类继承图关系：
数据结构实现：ArrayList 是动态数组的数据结构实现，而 LinkedList 是双向链表的数据结构实现。
随机访问效率：ArrayList 比 LinkedList 在随机访问的时候效率要高，因为 LinkedList 是线性的数据存储方式，所以需要移动指针从前往后依次查找。
增加和删除效率：在非首尾的增加和删除操作，LinkedList 要比 ArrayList 效率要高，因为 ArrayList 增删操作要影响数组内的其他数据的下标。
综合来说，在需要频繁读取集合中的元素时，更推荐使用 ArrayList，而在插入和删除操作较多时，更推荐使用 LinkedList。
1. 是否保证线程安全： ArrayList 和 LinkedList 都是不同步的，也就是不保证线程安全；
2. 底层数据结构： Arraylist 底层使用的是 Object 数组；LinkedList 底层使用的是 双向链表 数据结构（JDK1.6之前为循环链表，JDK1.7取消了循环。注意双向链表和双向循环链表的区别，下面有介绍到！）
3. 插入和删除是否受元素位置的影响： ① ArrayList 采用数组存储，所以插入和删除元素的时间复杂度受元素位置的影响。 比如：执行add(E e) 方法的时候， ArrayList 会默认在将指定的元素追加到此列表的末尾，这种情况时间复杂度就是O(1)。但是如果要在指定位置 i 插入和删除元素的话（add(int index, E element) ）时间复杂度就为 O(n-i)。因为在进行上述操作的时候集合中第 i 和第 i 个元素之后的(n-i)个元素都要执行向后位/向前移一位的操作。 ② LinkedList 采用链表存储，所以对于add( E e)方法的插入，删除元素时间复杂度不受元素位置的影响，近似 O（1），如果是要在指定位置i插入和删除元素的话（(add(int index, E element)） 时间复杂度应为o(n))因为需要新创立一个新的链表，复制前i-1个元素并在第i位加入新的元素，最后附上n-i个元素。
4. 是否支持快速随机访问： LinkedList 不支持高效的随机元素访问，而 ArrayList 支持。快速随机访问就是通过元素的序号快速获取元素对象(对应于get(int index) 方法)。
5. 内存空间占用： ArrayList的空 间浪费主要体现在在list列表的结尾会预留一定的容量空间，而LinkedList的空间花费则体现在它的每一个元素都需要消耗比ArrayList更多的空间（因为要存放直接后继和直接前驱以及数据）。
Q4：Set 有什么特点，有哪些实现？
Set 不允许元素重复且⽆序，常⽤实现有 HashSet、LinkedHashSet 和 TreeSet。
HashSet 通过 HashMap 实现，HashMap 的 Key 即 HashSet 存储的元素，所有 Key 都使⽤相同的Value ，⼀个名为 PRESENT 的 Object 类型常量。使⽤ Key 保证元素唯⼀性，但不保证有序性。由于HashSet 是 HashMap 实现的，因此线程不安全。
HashSet 判断元素是否相同时，对于包装类型直接按值⽐较。对于引⽤类型先⽐较 hashCode 是否相同，不同则代表不是同⼀个对象，相同则继续⽐较 equals，都相同才是同⼀个对象。
LinkedHashSet 继承⾃ HashSet，通过 LinkedHashMap 实现，使⽤双向链表维护元素插⼊顺序。
TreeSet 通过 TreeMap 实现的，添加元素到集合时按照⽐较规则将其插⼊合适的位置，保证插⼊后的集合仍然有序。
Q5：TreeMap 有什么特点？
TreeMap 基于红⿊树实现，增删改查的平均和最差时间复杂度均为 O(logn) ，最⼤特点是 Key 有序。
Key 必须实现 Comparable 接⼝或提供的 Comparator ⽐较器，所以 Key 不允许为 null。
HashMap 依靠hashCode和equals去重，⽽ TreeMap 依靠 Comparable 或 Comparator。
TreeMap 排序时，如果⽐较器不为空就会优先使⽤⽐较器的compare⽅法，否则使⽤ Key 实现的。
Comparable 的Compareto⽅法，两者都不满⾜会抛出异常。TreeMap 通过put和deleteEntry实现增加和删除树节点。插⼊新节点的规则有三个：① 需要调整的新节点总是红⾊的。② 如果插⼊新节点的⽗节点是⿊⾊的，不需要调整。③ 如果插⼊新节点的⽗节点是红⾊的，由于红⿊树不能出现相邻红⾊，进⼊循环判断，通过重新着⾊或左右旋转来调整。TreeMap 的插⼊操作就是按照 Key 的对⽐往下遍历，⼤于节点值向右查找，⼩于向左查找，先按照⼆叉查找树的特性操作，后续会重新着⾊和旋转，保持红⿊树的特性。
Q6：HashMap 有什么特点？
JDK8 之前底层实现是数组 + 链表，JDK8 改为数组 + 链表/红⿊树，节点类型从Entry 变更为 Node。主要成员变量包括存储数据的 table 数组、元素数量 size、加载因⼦ loadFactor。
table 数组记录 HashMap 的数据，每个下标对应⼀条链表，所有哈希冲突的数据都会被存放到同⼀条链表，Node/Entry 节点包含四个成员变量：key、value、next 指针和 hash 值。
HashMap 中数据以键值对的形式存在，键对应的 hash 值⽤来计算数组下标，如果两个元素 key 的hash 值⼀样，就会发⽣哈希冲突，被放到同⼀个链表上，为使查询效率尽可能⾼，键的 hash 值要尽可能分散。
HashMap 默认初始化容量为 16，扩容容量必须是 2 的幂次⽅、最⼤容量为 1<< 30 、默认加载因⼦为
0.75。
Q7：HashMap为什么线程不安全？
大家都应该知道HashMap不是线程安全的。具体存在问题的场景有：
1. 数据丢失
2. 数据重复
3. 死循环
关于死循环的问题，在Java8中个人认为是不存在了，在Java8之前的版本中之所以出现死循环是因为在resize的过程中对链表进行了倒序处理；在Java8中不再倒序处理，自然也不会出现死循环。
曾经有大神这样解释的：
通过上面Java7中的源码分析一下为什么会出现数据丢失，如果有两条线程同时执行到这条语句 table[i]=null,时两个线程都会区创建Entry,这样存入会出现数据丢失。 如果有两个线程同时发现自己都key不存在，而这两个线程的key实际是相同的，在向链表中写入的时候第一线程将e设置为了自己的Entry,而第二个线程执行到了e.next，此时拿到的是最后一个节点，依然会将自己持有是数据插入到链表中，这样就出现了数据 重复。 通过商品put源码可以发现，是先将数据写入到map中，再根据元素到个数再决定是否做resize.在resize过程中还会出现一个更为诡异都问题死循环。 这个原因主要是因为hashMap在resize过程中对链表进行了一次倒序处理。假设两个线程同时进行resize, A->B 第一线程在处理过程中比较慢，第二个线程已经完成了倒序编程了B-A 那么就出现了循环，B->A->B.这样就出现了就会出现CPU使用率飙升。 在下午突然收到其中一台机器CPU利用率不足告警，将jstack内容分析发现，可能出现了死循环和数据丢失情况，当然对于链表的操作同样存在问题。 PS:在这个过程中可以发现，之所以出现死循环，主要还是在于对于链表对倒序处理，在Java 8中，已经不在使用倒序列表，死循环问题得到了极大改善。
HashMap的线程不安全主要体现在下面两个方面：
1.在JDK1.7中，当并发执行扩容操作时会造成环形链和数据丢失的情况。
2.在JDK1.8中，在并发执行put操作时会发生数据覆盖的情况。
Q8：说下你对HaspMap的认识！【重点，重点】
首先大家都知道HashMap是一个集合，是<key、value>的集合，每个节点都有一个key和value，具体的参考代码：
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final int hash;
final K key;
V value;
Node<K,V> next;
Hashmap的数组结构为数组+（链表或者红黑树）
为什么要采用这种结构来存储元素呢？首先得分析下数组和链表的特点：
数组：查询效率高，插入，删除效率低。
链表：查询效率低，插入删除效率高。
在HashMap底层使用数组加（链表或红黑树）的结构完美的解决了数组和链表的问题，使得查询和插入，删除的效率都很高。
HashMap的继承图：
JDK8 之前，hash：计算元素 key 的散列值
① 处理 String 类型时，调用 stringHash32 方法获取 hash 值。
② 处理其他类型数据时，提供一个相对于 HashMap 实例唯一不变的随机值 hashSeed 作为计算初始量。
③ 执行异或和无符号右移使 hash 值更加离散，减小哈希冲突概率。
indexFor：计算元素下标
将 hash 值和数组长度-1 进行与操作，保证结果不会超过 table 数组范围。
大家可以参考下代码看下解释，然后就很明白了，我们可以简单总结出HashMap：
无序，允许为null，非同步；
底层由散列表(哈希表)实现；
初始容量和装载因子对HashMap影响挺大的，设置小了不好，设置大了也不好。
resize：扩容数组
① 如果当前容量达到了最大容量，将阈值设置为 Integer 最大值，之后扩容不再触发。
② 否则计算新的容量，将阈值设为 newCapacity x loadFactor 和 最大容量 + 1 的较小值。
③ 创建一个容量为 newCapacity 的 Entry 数组，调用 transfer 方法将旧数组的元素转移到新数组。
transfer：转移元素
① 遍历旧数组的所有元素，调用 rehash 方法判断是否需要哈希重构，如果需要就重新计算元素 key 的 hash 值。
② 调用 indexFor 方法计算元素存放的下标 i，利用头插法将旧数组的元素转移到新数组。
JDK8
hash：计算元素 key 的散列值
如果 key 为 null 返回 0，否则就将 key 的 hashCode 方法返回值高低16位异或，让尽可能多的位参与运算，让结果的 0 和 1 分布更加均匀，降低哈希冲突概率。
put：添加元素
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
Node<K,V> e; K k;
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
我们来解析下实现的方法
① 调用 putVal 方法添加元素。
② 如果 table 为空或长度为 0 就进行扩容，否则计算元素下标位置，不存在就调用 newNode 创建一个节点。
③ 如果存在且是链表，如果首节点和待插入元素的 hash 和 key 都一样，更新节点的 value。
④ 如果首节点是 TreeNode 类型，调用 putTreeVal 方法增加一个树节点，每一次都比较插入节点和当前节点的大小，待插入节点小就往左子树查找，否则往右子树查找，找到空位后执行两个方法：balanceInsert 方法，插入节点并调整平衡、moveRootToFront 方法，由于调整平衡后根节点可能变化，需要重置根节点。
⑤ 如果都不满足，遍历链表，根据 hash 和 key 判断是否重复，决定更新 value 还是新增节点。如果遍历到了链表末尾则添加节点，如果达到建树阈值 7，还需要调用 treeifyBin 把链表重构为红黑树。
⑥ 存放元素后将 modCount 加 1，如果 ++size > threshold ，调用 resize 扩容。
get ：获取元素的 value 值
public V get(Object key) {
Node<K,V> e;
return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
}
/**
* Implements Map.get and related methods.
*
* @param hash hash for key
* @param key the key
* @return the node, or null if none
*/
final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
if (first.hash == hash && // always check first node
((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return first;
if ((e = first.next) != null) {
if (first instanceof TreeNode)
return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
do {
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
return null;
}
我们来解释下上面的代码：
① 调用 getNode 方法获取 Node 节点，如果不是 null 就返回其 value 值，否则返回 null。
② getNode 方法中如果数组不为空且存在元素，先比较第一个节点和要查找元素的 hash 和 key ，如果都相同则直接返回。
③ 如果第二个节点是 TreeNode 类型则调用 getTreeNode 方法进行查找，否则遍历链表根据 hash 和 key 查找，如果没有找到就返回 null。
resize：扩容数组
重新规划长度和阈值，如果长度发生了变化，部分数据节点也要重新排列。
重新规划长度
① 如果当前容量 oldCap > 0 且达到最大容量，将阈值设为 Integer 最大值，return 终止扩容。
② 如果未达到最大容量，当 oldCap << 1 不超过最大容量就扩大为 2 倍。
③ 如果都不满足且当前扩容阈值 oldThr > 0，使用当前扩容阈值作为新容量。
④ 否则将新容量置为默认初始容量 16，新扩容阈值置为 12。
重新排列数据节点
① 如果节点为 null 不进行处理。
② 如果节点不为 null 且没有next节点，那么通过节点的 hash 值和 新容量-1 进行与运算计算下标存入新的 table 数组。
③ 如果节点为 TreeNode 类型，调用 split 方法处理，如果节点数 hc 达到6 会调用 untreeify 方法转回链表。
④ 如果是链表节点，需要将链表拆分为 hash 值超出旧容量的链表和未超出容量的链表。对于hash & oldCap == 0 的部分不需要做处理，否则需要放到新的下标位置上，新下标 = 旧下标 + 旧容量。
Q9：HashMap和HashTable的区别
从上面整理的可以看出HashMap和HashTable的区别，小孟给大家整理了个表格，加大体看下：
| springmeng整理 | |||||||
| shmap | 线程不安全 | 允许有null的键和值 | 效率高一点、 | 方法不是Synchronize的要提供外同步 | 有containsvalue和containsKey方法 | HashMap 是Java1.2 引进的Map interface 的一个实现 | HashMap是Hashtable的轻量级实现 |
| hashtable | 线程安全 | 不允许有null的键和值 | 效率稍低、 | 方法是是Synchronize的 | 有contains方法 | Hashtable 继承于Dictionary 类 | Hashtable 比HashMap 要旧 |
参考：https://www.zhihu.com/question/28516433
好了，spring面试整理结束，小伙伴们点赞、收藏、评论，一键三连走起呀，下期见~~
以上是关于❤️集合很简单？开什么玩笑？肝了一周，全是精华，万字讲解！面试再不怕集合问题了！！！❤️的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
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