面试简单整理之集合

Posted 2021-02-11 nzxj

18.java 集合都有哪些？

　一、Set集合。其主要实现类有HashSet、TreeSet。存放对象的引用，不允许有重复对象。

　　二、List集合，其主要实现类有LinkedList、ArrayList，前者实现了链表结构，后者可代表大小可变的数组。List的特点是能够以线性方式储蓄对象，并允许存放重复对象。List能够利用Collections类的静态方法sort排序。sort(List list)自然排序;sort(List listm,Comparator codddmparator)客户化排序

　　三、Map集合，其主要实现类有HashMap、TreeMap。Map对值没有唯一性要求，对健要求唯一，如果加入已有的健，原有的值对象将被覆盖。HashMap类按照哈希算法来存取键对象，可以重载equals()、hashCode()方法来比较键，但是两者必须一致。TreeMap，可自然排序，也可通过传递Comparator的实现类构造TreeMap

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19.Collection 和 Collections 有什么区别？

1、Collection 是一个集合接口。它提供了对集合对象进行基本操作的通用接口方法。Collection接口在Java 类库中有很多具体的实现。Collection接口的意义是为各种具体的集合提供了最大化的统一操作方式

　 　2、Collections 是一个包装类。它包含有各种有关集合操作的静态多态方法。此类不能实例化，就像一个工具类，服务于Java的Collection框架

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20.List、Set、Map 之间的区别是什么？

List：1.可以允许重复的对象。
　　  2.可以插入多个null元素。
        3.是一个有序容器，保持了每个元素的插入顺序，输出的顺序就是插入的顺序。
        4.常用的实现类有 ArrayList、LinkedList 和 Vector。ArrayList 最为流行，它提供了使用索引的随意访问，而 LinkedList 则对于经常需要从 List 中添加或删除元素的场合更为合适。Vector是一个线程安全的集合

Set：1.不允许重复对象
　　   2. 无序容器，你无法保证每个元素的存储顺序，TreeSet通过 Comparator  或者 Comparable 维护了一个排序顺序。
        3. 只允许一个 null 元素
        4.Set 接口最流行的几个实现类是 HashSet、LinkedHashSet 以及 TreeSet。最流行的是基于 HashMap 实现的 HashSet；TreeSet 还实现了 SortedSet 接口，因此 TreeSet 是一个根据其 compare() 和 compareTo() 的定义进行排序的有序容器。

Map：1.是一个接口。
2.Map 的 每个 Entry 都持有两个对象，也就是一个键一个值，Map 可能会持有相同的值对象但键对象必须是唯一的。
3. TreeMap 也通过 Comparator  或者 Comparable 维护了一个排序顺序。
4. Map 里你可以拥有随意个 null 值但最多只能有一个 null 键。
5.Map 接口最流行的几个实现类是 HashMap、LinkedHashMap、Hashtable 和 TreeMap。（HashMap、TreeMap最常用）

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21.HashMap 和 Hashtable 有什么区别？

1.HashMap几乎可以等价于Hashtable，除了HashMap是非synchronized的，并可以接受null(HashMap可以接受为null的键值(key)和值(value)，而Hashtable则不行)。
2.HashMap是非synchronized，而Hashtable是synchronized，这意味着Hashtable是线程安全的，多个线程可以共享一个Hashtable；而如果没有正确的同步的话，多个线程是不能共享HashMap的。Java 5提供了ConcurrentHashMap，它是HashTable的替代，比HashTable的扩展性更好。
3.另一个区别是HashMap的迭代器(Iterator)是fail-fast迭代器，而Hashtable的enumerator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。
4.由于Hashtable是线程安全的也是synchronized，所以在单线程环境下它比HashMap要慢。如果你不需要同步，只需要单一线程，那么使用HashMap性能要好过Hashtable。
5.HashMap不能保证随着时间的推移Map中的元素次序是不变的。

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22.如何决定使用 HashMap 还是 TreeMap？

1.HashMap 非线程安全 TreeMap 非线程安全
2.两种常规Map实现
　　HashMap:基于哈希表实现。使用HashMap要求添加的键类明确定义了hashCode（）和equals（）[可以重写hashCode（）和equals（）],为了优化HashMap空间的使用，您可以调优初始容量和负载因子。
HashMap的容量默认值是16，每次扩容都是成倍的。装载因子默认是0.76，当Map中元素个数超过（容量* 装置因子）的值时，会触发扩容
TreeMap:基于红黑树实现。TreeMap没有调优选项，因为该树总处于平衡状态。
3.两种常规Map性能

　　HashMap:适用于在Map中插入、删除和定位元素。

　　Treemap:适用于按自然顺序或自定义顺序遍历键（key）。

　　4.总结

　　HashMap通常比TreeMap快一点（树和哈希表的数据结构使然），建议多使用HashMap,在需要排序的Map时候才用TreeMap.

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23.说一下 HashMap 的实现原理？

HashMap实际上是一个“链表散列”的数据结构，即数组和链表的结合体。

利用key的hashCode重新hash计算出当前对象的元素在数组中的下标
存储时，如果出现hash值相同的key，此时有两种情况。(1)如果key相同，则覆盖原始值；(2)如果key不同（出现冲突），则将当前的key-value放入链表中获取时，直接找到hash值对应的下标，在进一步判断key是否相同，从而找到对应值。
理解了以上过程就不难明白HashMap是如何解决hash冲突的问题，核心就是使用了数组的存储方式，然后将冲突的key的对象放入链表中，一旦发现冲突就在链表中做进一步的对比。

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24.说一下 HashSet 的实现原理？

1.    HashSet概述：
   HashSet实现Set接口，由哈希表（实际上是一个HashMap实例）支持。它不保证set 的迭代顺序；特别是它不保证该顺序恒久不变。此类允许使用null元素。
2.    HashSet的实现：
   对于HashSet而言，它是基于HashMap实现的，HashSet底层使用HashMap来保存所有元素，因此HashSet 的实现比较简单，相关HashSet的操作，基本上都是直接调用底层HashMap的相关方法来完成

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25.ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么？

1、ArrayList和LinkedList可想从名字分析，它们一个是Array(动态数组)的数据结构，一个是Link(链表)的数据结构，此外，它们两个都是对List接口的实现。

前者是数组队列，相当于动态数组；后者为双向链表结构，也可当作堆栈、队列、双端队列

2、当随机访问List时（get和set操作），ArrayList比LinkedList的效率更高，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。

3、当对数据进行增加和删除的操作时(add和remove操作)，LinkedList比ArrayList的效率更高，因为ArrayList是数组，所以在其中进行增删操作时，会对操作点之后所有数据的下标索引造成影响，需要进行数据的移动。

4、从利用效率来看，ArrayList自由性较低，因为它需要手动的设置固定大小的容量，但是它的使用比较方便，只需要创建，然后添加数据，通过调用下标进行使用；而LinkedList自由性较高，能够动态的随数据量的变化而变化，但是它不便于使用。

5、ArrayList主要控件开销在于需要在lList列表预留一定空间；而LinkList主要控件开销在于需要存储结点信息以及结点指针信息

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26.如何实现数组和 List 之间的转换？

// list转数组
List<String> strList = new ArrayList<String>();
strList.add("aaa");
strList.add("bbb");
strList.add("ccc");
String[] strArray = strList.toArray(new String[strList.size()]);  
System.out.println(Arrays.toString(strArray));

// String数组转List集合
String[] array = new String[] {"zhu", "wen", "tao"};  
    List<String> mlist = Arrays.asList(array);
    // 输出List集合
    for (int i = 0; i < mlist.size(); i++) {
        System.out.println("mlist-->" + mlist.get(i));
    }

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27.ArrayList 和 Vector 的区别是什么？

（1）：Vector是线程安全的，源码中有很多的synchronized可以看出，而ArrayList不是。导致Vector效率无法和ArrayList相比； 
（2）：ArrayList和Vector都采用线性连续存储空间，当存储空间不足的时候，ArrayList默认增加为原来的50%，Vector默认增加为原来的一倍； 
（3）：Vector可以设置capacityIncrement，而ArrayList不可以，从字面理解就是capacity容量，Increment增加，容量增长的参数。

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28.Array 和 ArrayList 有何区别？

（1）ArrayList是Array的复杂版本

ArrayList内部封装了一个Object类型的数组，从一般的意义来说，它和数组没有本质的差别，甚至于ArrayList的许多方法，如Index、IndexOf、Contains、Sort等都是在内部数组的基础上直接调用Array的对应方法。

（2）存储的数据类型

ArrayList可以存储异构对象，而Array只能存储相同数据类型的数据。

（3）长度的可变

Array的长度实际上是不可变的，二维变长数组实际上的长度也是固定的，可变的只是其中元素的长度。而ArrayList的长度既可以指定（即使指定了长度，也会自动2倍扩容）也可以不指定，是变长的。

（4）存取和增删元素

对于一般的引用类型来说，这部分的影响不是很大，但是对于值类型来说，往ArrayList里面添加和修改元素，都会引起装箱和拆箱的操作，频繁的操作可能会影响一部分效率。另外，ArrayList是动态数组，它不包括通过Key或者Value快速访问的算法，所以实际上调用IndexOf、Contains等方法是执行的简单的循环来查找元素，所以频繁的调用此类方法并不比你自己写循环并且稍作优化来的快，如果有这方面的要求，建议使用Hashtable或SortedList等键值对的集合。

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29.在 Queue 中 poll()和 remove()有什么区别？

1、add()和offer()区别:

add()和offer()都是向队列中添加一个元素。一些队列有大小限制，因此如果想在一个满的队列中加入一个新项，调用 add() 方法就会抛出一个 unchecked 异常，而调用 offer() 方法会返回 false。因此就可以在程序中进行有效的判断！

 2、poll()和remove()区别：

remove() 和 poll() 方法都是从队列中删除第一个元素。如果队列元素为空，调用remove() 的行为与 Collection 接口的版本相似会抛出异常，但是新的 poll() 方法在用空集合调用时只是返回 null。因此新的方法更适合容易出现异常条件的情况。

 

3、element() 和 peek() 区别：

element() 和 peek() 用于在队列的头部查询元素。与 remove() 方法类似，在队列为空时， element() 抛出一个异常，而 peek() 返回 null。
下面是Java中Queue的一些常用方法：
add         增加一个元索                      如果队列已满，则抛出一个IIIegaISlabEepeplian异常
remove   移除并返回队列头部的元素     如果队列为空，则抛出一个NoSuchElementException异常
element  返回队列头部的元素              如果队列为空，则抛出一个NoSuchElementException异常
offer       添加一个元素并返回true        如果队列已满，则返回false
poll         移除并返问队列头部的元素     如果队列为空，则返回null
peek       返回队列头部的元素              如果队列为空，则返回null
put         添加一个元素                       如果队列满，则阻塞
take        移除并返回队列头部的元素    

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30.哪些集合类是线程安全的？

vector：就比arraylist多了个同步化机制（线程安全），因为效率较低，现在已经不太建议使用。在web应用中，特别是前台页面，往往效率（页面响应速度）是优先考虑的。
statck：堆栈类，先进后出
hashtable：就比hashmap多了个线程安全
enumeration：枚举，相当于迭代器

cocurrent 包下的集合类

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31.迭代器 Iterator 是什么？

Iterator接口提供了很多对集合元素进行迭代的方法。每一个集合类都包括了可以返回迭代器实例的迭代方法。迭代器可以在迭代过程中删除底层集合的元素，但是不可以直接调用集合的remove(Object obj)删除，可以通过迭代器的remove()方法删除

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32.Iterator 怎么使用？有什么特点？

33.Iterator 和 ListIterator 有什么区别？

　最近看到集合类，知道凡是实现了Collection接口的集合类，都有一个Iterator方法，用于返回一个实现了Iterator接口的对象，用于遍历集合；（Iterator接口定义了3个方法分别是hasNext（），next（），remove（）；）　　

　　我们在使用List,Set的时候，为了实现对其数据的遍历，我们经常使用到了Iterator(迭代器)。使用迭代器，你不需要干涉其遍历的过程，只需要每次取出一个你想要的数据进行处理就可以了。

　　但是在使用的时候也是有不同的。List和Set都有iterator()来取得其迭代器。对List来说，你也可以通过listIterator()取得其迭代器，两种迭代器在有些时候是不能通用的，Iterator和ListIterator主要区别在以下方面：

　　1. iterator()方法在set和list接口中都有定义，但是ListIterator（）仅存在于list接口中（或实现类中）；

　　2. ListIterator有add()方法，可以向List中添加对象，而Iterator不能

　　3. ListIterator和Iterator都有hasNext()和next()方法，可以实现顺序向后遍历，但是ListIterator有hasPrevious()和previous()方法，可以实现逆向（顺序向前）遍历。Iterator就不可以。

　　4. ListIterator可以定位当前的索引位置，nextIndex()和previousIndex()可以实现。Iterator没有此功能。

　　5. 都可实现删除对象，但是ListIterator可以实现对象的修改，set()方法可以实现。Iierator仅能遍历，不能修改。　　

　　因为ListIterator的这些功能，可以实现对LinkedList等List数据结构的操作。其实，数组对象也可以用迭代器来实现。

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34.怎么确保一个集合不能被修改？

jdk9 之前通过Collections工具类的方法
jdk之后可以直接通过集合的of（）方法创建

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