Java面试基础-----容器/集合

我就是我 2022-12-21 10:54 98阅读 0赞

# 一、Java容器包含 #

数组，String，Collection接口下的List、Set、Queue和Map  
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# 二、详细对比介绍 #

数组长度限制为 Integer.Integer.MAX\_VALUE;  
String的长度限制: 底层是char数组，长度Integer.MAX\_VALUE 线程安全的。  
**HashSet**基于哈希表实现，有以下特点：

> 1.不允许重复  
> 2.允许值为null,但是只能有一个  
> 3.无序的。  
> 4.没有索引，所以不包含索引操作的方法

**LinkedHashSet**跟HashSet一样都是基于哈希表实现。只不过linkedHashSet**在hashSet的基础上多了一个链表，这个链表就是用来维护容器中每个元素的顺序**的。有以下特点：

> 1.不允许重复  
> 2.允许值为null,但是只能有一个  
> 3.有序的。  
> 4.没有索引，所以不包含索引操作的方法

**TreeSet**是**SortedSet接口的唯一实现类，是基于二叉树实现的**。TreeSet可以确保集合元素**处于排序**状态。TreeSet支持两种排序方式，自然排序和定制排序，其中自然排序为默认的排序方式。向TreeSet中加入的应该是同一个类的对象。有以下特点：

> 1.不允许重复  
> 2.不允许null值  
> 3.没有索引，所以不包含索引操作的方法

**List**下各种实现类对比。（这几个类都是**有序的，允许重复**的）  
**ArrayList**是基于**数组**实现的，其特点是**查询快，增删慢**。

> 1.查询快是因为数组的空间是连续的，查询时只要通过首地址和下标很快就能找到元素。  
> 2.增删慢是因为数组是不能扩容的，一旦增加或者删除元素，内部操作就是新开辟一个数组把元素copy到新的数组，老的数 组等待被垃圾回收。

**LinkedList**是**基于链表**实现的。相比于ArrayList其特点是**查询慢，增删快。**

> 查询慢因为链表在内存中开辟的空间不一定是连续的（基本上不可能是连续的）所以链表实现的方式是每个元素节点都会存放自己的地址，数据以及下一个节点的地址，这样把所有的元素连接起来。所以当要查询元素时只能一个一个的往下找，相比于数组的首地址加下标会慢上不少。

**Vector**也是**基于数组**实现的，相比于arrayList它是**线程安全的**。如果不考虑线程安全它，ArrayList性能更优。  
**Map**是双列集合的超类。也就是**键值对**形式。  
**HashMap**和**Hashtable**都实现了Map接口，但决定用哪一个之前先要弄清楚它们之间的分别。  
主要的区别有：**线程安全性，同步(synchronization)，以及速度**。

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**)。

**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。

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。

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。

HashMap不能保证随着时间的推移Map中的元素次序是不变的。  
**LinkedHashMap**和hashMap的区别在于**多维护了一个链表**，**用来存储每一个元素的顺序，就跟HashSet和LinkedHashSet差不多**。

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。**

# 三、线程安全的集合有哪些？ #

Vector：就比Arraylist多了个同步化机制（线程安全）。  
Hashtable：就比Hashmap多了个线程安全。  
ConcurrentHashMap:是一种高效但是线程安全的集合。  
Stack：栈，也是线程安全的，继承于Vector。

# 四、怎么确保一个集合不能被修改？ #

可以采用Collections包下的unmodifiableMap方法，通过这个方法返回的map,是不可以修改的。他会报 java.lang.UnsupportedOperationException错。

import java.util.Collections;
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    
    public class CollectionTest { 
    	private final static Map<Integer, String> map1 = new HashMap<Integer, String>();
    	private static Map<Integer, String> map2 = new HashMap<Integer,String>();
    	public static void main(String[] args) { 
    		map1.put(1, "test1");
    		map1.put(2, "test2");
    		System.out.println(map1.get(1));
    		System.out.println("--------------------------");
    		map2 = Collections.unmodifiableMap(map1);
    		map2.put(1, "test3");
    		System.out.println(map1.get(1));
    	}	
    }

报错截图如下：  
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**参考文章**  
https://blog.csdn.net/qq\_37358860/article/details/100515612  
https://blog.csdn.net/qq\_35771266/article/details/97156939  
https://blog.csdn.net/qq\_41097354/article/details/90145316  
https://blog.csdn.net/weixin\_46437623/article/details/104736168  
https://blog.csdn.net/qq\_32534441/article/details/94737311

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