Java集合總結【面試題+腦圖】，將知識點一網打盡！

Java3y發表於2018-04-16

Java面試題

前言

宣告，本文用的是jdk1.8

花了一個星期，把Java容器核心的知識過了一遍，感覺集合已經無所畏懼了！！(哈哈哈....)，現在來總結一下吧~~

回顧目錄：

Java容器可分為兩大類：

Collection
- List
  - ArrayList
  - LinkedList
  - Vector(瞭解，已過時)
- Set
  - HashSet
    - LinkedHashSet
  - TreeSet
Map
- HashMap
  - LinkedHashMap
- TreeMap
- ConcurrentHashMap
- Hashtable(瞭解，，已過時)

著重標出的那些就是我們用得最多的容器。

其實，我也不知道要怎麼總結好，因為之前寫每一篇的時候都總結過了。現在又把他們重新羅列出來好像有點水，所以，我決定去回答一些Java容器的面試題！

當然了，我的答案未必就是正確的。如果有錯誤的地方大家多多包含，希望不吝在評論區留言指正~~

一、ArrayList和Vector的區別

共同點：

這兩個類都實現了List介面，它們都是有序的集合(儲存有序)，底層是陣列。我們可以按位置索引號取出某個元素，允許元素重複和為null。

區別：

同步性：
- ArrayList是非同步的
- Vector是同步的
- 即便需要同步的時候，我們可以使用Collections工具類來構建出同步的ArrayList而不用Vector
擴容大小：
- Vector增長原來的一倍，ArrayList增長原來的0.5倍

二、HashMap和Hashtable的區別

共同點：

從儲存結構和實現來講基本上都是相同的，都是實現Map介面~

區別：

同步性：
- HashMap是非同步的
- Hashtable是同步的
- 需要同步的時候，我們往往不使用，而使用ConcurrentHashMapConcurrentHashMap基於JDK1.8原始碼剖析
是否允許為null：
- HashMap允許為null
- Hashtable不允許為null
contains方法
- 這知識點是在牛客網刷到的，沒想到這種題還會有(我不太喜歡)....
- Hashtable有contains方法
- HashMap把Hashtable的contains方法去掉了，改成了containsValue和containsKey
繼承不同：
- HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V>
- public class Hashtable<K,V> extends Dictionary<K,V>

三、List和Map的區別

共同點：

都是Java常用的容器，都是介面(ps：寫出來感覺好像和沒寫一樣.....)

不同點：

儲存結構不同：
- List是儲存單列的集合
- Map儲存的是key-value鍵值對的集合
元素是否可重複：
- List允許元素重複
- Map不允許key重複
是否有序：
- List集合是有序的(儲存有序)
- Map集合是無序的(儲存無序)

四、Set裡的元素是不能重複的，那麼用什麼方法來區分重複與否呢? 是用==還是equals()?

我們知道Set集合實際大都使用的是Map集合的put方法來新增元素。

以HashSet為例，HashSet裡的元素不能重複，在原始碼(HashMap)是這樣體現的：

	
	// 1. 如果key 相等  
    if (p.hash == hash &&
        ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
        e = p;
	// 2. 修改對應的value
	   if (e != null) { // existing mapping for key
            V oldValue = e.value;
            if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                e.value = value;
            afterNodeAccess(e);
            return oldValue;
       }
複製程式碼

新增元素的時候，如果key(也對應的Set集合的元素)相等，那麼則修改value值。而在Set集合中，value值僅僅是一個Object物件罷了(該物件對Set本身而言是無用的)。

也就是說：Set集合如果新增的元素相同時，是根本沒有插入的(僅修改了一個無用的value值)！從原始碼(HashMap)中也看出來，==和equals()方法都有使用！

五、Collection和Collections的區別

Collection是集合的上級介面，繼承它的有Set和List介面
Collections是集合的工具類，提供了一系列的靜態方法對集合的搜尋、查詢、同步等操作

六、說出ArrayList,LinkedList的儲存效能和特性

ArrayList的底層是陣列，LinkedList的底層是雙向連結串列。

ArrayList它支援以角標位置進行索引出對應的元素(隨機訪問)，而LinkedList則需要遍歷整個連結串列來獲取對應的元素。因此一般來說ArrayList的訪問速度是要比LinkedList要快的
ArrayList由於是陣列，對於刪除和修改而言消耗是比較大(複製和移動陣列實現)，LinkedList是雙向連結串列刪除和修改只需要修改對應的指標即可，消耗是很小的。因此一般來說LinkedList的增刪速度是要比ArrayList要快的

6.1擴充套件：

ArrayList的增刪未必就是比LinkedList要慢。

如果增刪都是在末尾來操作【每次呼叫的都是remove()和add()】，此時ArrayList就不需要移動和複製陣列來進行操作了。如果資料量有百萬級的時，速度是會比LinkedList要快的。(我測試過)
如果刪除操作的位置是在中間。由於LinkedList的消耗主要是在遍歷上，ArrayList的消耗主要是在移動和複製上(底層呼叫的是arraycopy()方法，是native方法)。
- LinkedList的遍歷速度是要慢於ArrayList的複製移動速度的
- 如果資料量有百萬級的時，還是ArrayList要快。(我測試過)

七、Enumeration和Iterator介面的區別

這個我在前面的文章中也沒有詳細去講它們，只是大概知道的是：Iterator替代了Enumeration，Enumeration是一箇舊的迭代器了。

與Enumeration相比，Iterator更加安全，因為當一個集合正在被遍歷的時候，它會阻止其它執行緒去修改集合。

我們在做練習的時候，迭代時會不會經常出錯，丟擲ConcurrentModificationException異常，說我們在遍歷的時候還在修改元素。
這其實就是fail-fast機制~具體可參考博文：blog.csdn.net/panweiwei19…

區別有三點：

Iterator的方法名比Enumeration更科學
Iterator有fail-fast機制，比Enumeration更安全
Iterator能夠刪除元素，Enumeration並不能刪除元素

八、ListIterator有什麼特點

ListIterator繼承了Iterator介面，它用於遍歷List集合的元素。
ListIterator可以實現雙向遍歷,新增元素，設定元素

看一下原始碼的方法就知道了：

九、併發集合類是什麼？

Java1.5併發包（java.util.concurrent）包含執行緒安全集合類，允許在迭代時修改集合。

Utils包下的集合迭代器被設計為fail-fast的，會丟擲ConcurrentModificationException。但java.util.concurrent的並不會，感謝評論區提醒~
一部分類為：
- CopyOnWriteArrayList
- ConcurrentHashMap
- CopyOnWriteArraySet

十、Java中HashMap的key值要是為類物件則該類需要滿足什麼條件？

需要同時重寫該類的hashCode()方法和它的equals()方法。

從原始碼可以得知，在插入元素的時候是先算出該物件的hashCode。如果hashcode相等話的。那麼表明該物件是儲存在同一個位置上的。
如果呼叫equals()方法，兩個key相同，則替換元素
如果呼叫equals()方法，兩個key不相同，則說明該hashCode僅僅是碰巧相同，此時是雜湊衝突，將新增的元素放在桶子上

一般來說，我們會認為：只要兩個物件的成員變數的值是相等的，那麼我們就認為這兩個物件是相等的！因為，Object底層比較的是兩個物件的地址，而對我們開發來說這樣的意義並不大~這也就為什麼我們要重寫equals()方法

重寫了equals()方法，就要重寫hashCode()的方法。因為equals()認定了這兩個物件相同，而同一個物件呼叫hashCode()方法時，是應該返回相同的值的！

十一、與Java集合框架相關的有哪些最好的實踐

根據需要確定集合的型別。如果是單列的集合，我們考慮用Collection下的子介面ArrayList和Set。如果是對映，我們就考慮使用Map~
確定完我們的集合型別，我們接下來確定使用該集合型別下的哪個子類~我認為可以簡單分成幾個步驟：
- 是否需要同步
  - 去找執行緒安全的集合類使用
- 迭代時是否需要有序(插入順序有序)
  - 去找Linked雙向列表結構的
- 是否需要排序(自然順序或者手動排序)
  - 去找Tree紅黑樹型別的(JDK1.8)
估算存放集合的資料量有多大，無論是List還是Map，它們實現動態增長，都是有效能消耗的。在初始集合的時候給出一個合理的容量會減少動態增長時的消耗~
使用泛型，避免在執行時出現ClassCastException
儘可能使用Collections工具類，或者獲取只讀、同步或空的集合，而非編寫自己的實現。它將會提供程式碼重用性，它有著更好的穩定性和可維護性