Java集合部分面试题

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Collection下的集合

List 集合：

ArrayList() 是有序的动态数组列表，只能装载包装类（Integer、String、Double、Object等），允许为null和重复元素，特点：查询快、增加、删除慢

Arrraylist扩容机制

• 使用ArrayList()构造函数时，会构造一个长度为0的数组，是一个Object 数组.
• ArrayList(int initalCapacity)会使用指定容量的数组
• public ArrayList(Collection <? extends E> c) 会使用集合c的大小作为数组容量
• add(Object o)首次扩容为10，再次扩容为上次容量的1.5倍（0.5 采用的是右移运算）且只针对初始容量为0的数组,每次扩容1.5倍的大小依次为： [0、10、15、22、33、49、73、109、163、244、366、549、823、1234、1851、2776]
• addAll(Collection c) 没有元素时，扩容为Math.max(10,实际元素的个数)，有元素时为Math.max(原始容量的1.5倍，实际元素的个数)

fail-fast与fail-safe

• ArrayList是fail-fast的典型代表，遍历的同时不能修改，会报异常，尽快失败
• CopyOnWriteArrayList是fail-safe的典型代表，遍历时可以修改，原理是读写分离

LinkedList 与ArrayList区别：

• ArrayList底层基于动态数组实现的，LinkedList底层基于双向链表实现的

• 访问：对于随机访问，（get/set访问）ArrayList实现了 **RandomAccess**接口，可以直接定位到数组对应下标节点，而LinkedList需要从头节点或者尾节点开始遍历直到找到目标元素，所以：Arraylist访问速率 > LinkedList访问速率

• 插入和删除：

  • 随机插入和删除：ArrayList需要移动目标后面的节点（使用System.arrarcopy移动节点），而LinkedList只需要修改目标节点的next或者prev，所以：ArrayList随机插入删除效率 < LinkedList随机插入和删除效率
  • 顺序插入和删除：ArrayList不需要移动节点，ArrayLists顺序插入效率>LinkedList顺序插入和删除，大多数情况使用ArrayList，因为大多数情况都是顺序插入
  • 头尾插入删除：ArrayList尾部插入、删除性能高，但是部分插入需要移动元素，性能低。LinkedList头部、尾部插入删除性能高

• 线程安全：LinkedList和ArrayList线程均不安全

Map下的集合

HashMap的面试题

• JDK1.7：HashMap底层为数组+链表
• JDK1.8：HashMap底层为数组+链表+红黑树

为何用红黑树，何时为转化为红黑树，为什么树化的阈值为8？

• 红黑树用来避免Dos攻击，防止链表超长，性能下降
• 当链表长度>8，并且数组容量>=64，会转化为红黑树
• hash采用泊松分布，在负载因子0.75的情况下，长度超过8，链表出现的概率最小，选择8是为了让树化几率足够小

索引如何计算？HashCode有了，为什么要二次哈希？数组容量为什么为2的n次幂？

• 先计算对象的hashcode()，在调用HashMap的hash()方法进行二次哈希，最后&（capacity-1）得到索引
• 二次哈希是为了让哈希分布更均匀
• 计算索引时，如果是2的n次幂可以使用按位与运算代替取模运算，效率更高

HashMap与HashTable不同

• 版本不同：Hashtable出生于JDK1.0，HashMap出生于JDK1.2
• 继承不同：HashMap继承AbstractMap（AbstractMap实现了Map接口），Hashtable继承Dictonary
• 线程安全：Hashtable大部分普通方法都是synchronized修饰的，是线程安全，HashMap实现从不安全的
• Key---Value：Hashtable的key、value都不能为null，源码：

public synchronized V put(K key, V value) {
        // Make sure the value is not null
        if (value == null) {
            throw new NullPointerException();
        }
​
        // Makes sure the key is not already in the hashtable.
        Entry<?,?> tab[] = table;
        int hash = key.hashCode(); //此时key为空也会报NullPointerException()

• Key---Value：HashMap的Key、Value都可以为空，计算Hash有判断，如果Key==null，则hash==0，且Value是否为不做判断

 public V put(K key, V value) {
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
    }

• 初始容量不同：Hashtable 的初始长度是 11，之后每次扩充容量变为之前的 2n+1（n 为上一次的长度）而 HashMap 的初始长度为 16，之后每次扩充变为原来的两倍