Java 面试题系列之基础篇(二)

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Java 容器体系

Collection 和 Collections 区别

  • java.util.Collection 是一个集合接口(集合类的一个顶级接口)。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,其直接继承接口有List与Set
  • Collections则是集合类的一个工具类/帮助类,其中提供了一系列静态方法,用于对集合中元素进行排序、搜索以及线程安全等各种操作

List、Set、Map 之间的区别

区别类型ListSetMap
继承接口CollectionCollection
常见实现类AbstractList(常用子类有 ArrayList\LinkedList\Vector)AbstractSet(常用子类有 HashSet\LinkedHashSet\TreeSet)HashMap\Hashtable
常见方法add()\size()\isEmpty()\contains()\remove()\get()add()\contains()\remove()\isEmpty()put()\get()\containsKey()\containsValue()
包含元素可重复不可重复(用 equals()进行判断)不可重复
顺序无序有序
线程安全Vector线程安全Hashtable线程安全

HashMap 和 Hashtable 区别

  • HashMap 去掉了 HashTable 的 contains 方法,但是加上了 containsValue() 和 containsKey() 方法
  • Hashtable 同步的,而 HashMap 是非同步的,效率上比 Hashtable 要高
  • HashMap 允许空键值,而 Hashtable 不允许

如何决定使用 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
  • 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

说一下 HashMap 的实现原理

  • HashMap 概述:HashMap 是基于哈希表的 Map 接口的非同步实现。此实现提供所有可选的映射操作,并允许使用 null 值和 null 键。此类不保证映射的顺序,特别是它不保证该顺序恒久不变
  • HashMap 的数据结构:在 Java 编程语言中,最基本的结构就是两种,一个是数组,另外一个是模拟指针(引用),所有的数据结构都可以用这两个基本结构来构造的,HashMap 也不例外。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
  • 当我们往 Hashmap 中 put 元素时,首先根据 key 的 hashcode 重新计算 hash 值,根据 hash 值得到这个元素在数组中的位置(下标),如果该数组在该位置上已经存放了其他元素,那么在这个位置上的元素将以链表的形式存放,新加入的放在链头,最先加入的放入链尾.如果数组中该位置没有元素,就直接将该元素放到数组的该位置上
  • JDK 1.8 中对 HashMa p的实现做了优化,当链表中的节点数据超过八个之后,该链表会转为红黑树来提高查询效率,从原来的 O(n) 到 O(logn)

HashSet 的实现原理?

  • HashSet 底层由 HashMap 实现
  • HashSet 的值存放于 HashMap 的 key 上
  • HashMap 的 value 统一为 PRESENT

ArrayList 和 LinkedList 的区别

  • ArrrayList 底层的数据结构是数组,支持随机访问
  • LinkedList 的底层数据结构是双向循环链表,不支持随机访问
  • 使用下标访问一个元素,ArrayList 的时间复杂度是 O(1),而 LinkedList 是 O(n)

如何实现数组和 List 之间的转换

  • List 转换成为数组:调用 ArrayList 的 toArray 方法
  • 数组转换成为 List:调用 Arrays 的 asList 方法,这里注意转换以后的为 Arrays 的静态内部类,长度不可改变

ArrayList 和 Vector 的区别

  • Vector 是同步的,ArrayList 不是;如果你在迭代的时候对列表进行改变,建议使用 CopyOnWriteArrayList
  • 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

Array 和 ArrayList 区别

  • Array 可以容纳基本类型和对象,ArrayList 只能容纳对象
  • Array 是指定大小的,ArrayList大小是固定的
  • Array 没有 ArrayList 那么多功能,比如 addAll()、removeAll()和iterator()

在 Queue 中 poll()和 remove() 的区别

  • poll() 和 remove() 都是从队列中取出一个元素,但是 poll() 在获取元素失败的时候会返回空,但是 remove() 失败的时候会抛出异常

迭代器 Iterator

迭代器是一种设计模式,它是一个对象,它可以遍历并选择序列中的对象,而开发人员不需要了解该序列的底层结构。迭代器通常被称为“轻量级”对象,因为创建它的代价小

Iterator 怎么使用,有什么特点

  • Java 中的 Iterator 功能比较简单,并且只能单向移动
  • 使用方法 iterator() 要求容器返回一个 Iterator。第一次调用 Iterator的 next() 方法时,它返回序列的第一个元素。注意:iterator()方法是java.lang.Iterable 接口,被 Collection 继承
  • 使用next()获得序列中的下一个元素
  • 使用hasNext()检查序列中是否还有元素
  • 使用remove()将迭代器新返回的元素删除
  • Iterator 是 Java 迭代器最简单的实现,为 List 设计的 ListIterator具有更多的功能,它可以从两个方向遍历 List,也可以从 List 中插入和删除元素

Iterator 和 ListIterator 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

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