【搞定Java基础】之集合类面试题整理

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2022-04-05 06:22 219阅读 0赞

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因为集合类在Java基础知识中是非常重要的，也是面试中最常问到的，设计的问题也比较多，因此单独拿出来做面试题的整理，方便自己复习，也希望给看到此篇文章的你带来一定的帮助。文章内容均来自于网络，平时看到总结不错的题目，就收集在此。持续更新.......

先推荐几篇不错的文章：

1、Java集合类详解：[https://blog.csdn.net/softwave/article/details/4166598][https_blog.csdn.net_softwave_article_details_4166598]

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*  ### 集合类的基本框架 ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3Bjd2wxMjA2_size_16_color_FFFFFF_t_70][]**Java集合类框架图**

> \---| **Collection**
> 
> \---| List：有存储顺序，可重复
> 
>              ---| ArrayList：数组实现、查找快、增删慢
> 
>              ---| LinkedList：链表实现，增删快，查找慢
> 
>              ---| Vector：和ArrayList原理相同，但是线程安全，效率略低
> 
> \---| Set：无存储顺序，不可重复
> 
>              ---| HashSet：哈希表实现、线程不安全、存取速度快
> 
>              ---| TreeSet：红黑树实现、默认对元素进行了排序
> 
>              ---| LinkedHashSet：哈希表和链表共同的实现、会保存存储顺序
> 
> \---| **Map**
> 
> \---| HashMap：采用哈希表实现、无序、可以存null
> 
> \---| TreeMap：和TreeSet原理一样、可以对键进行排序、需要使用Comparable或者Comparator进行比较排序
> 
> \---| HashTable：哈希表实现、线程同步、不可以存null

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*  ### **HashMap的工作原理是什么?** ###

HashMap内部是通过一个数组实现的，只是这个数组比较特殊，数组里存储的元素是一个Entry实体(jdk 8为Node)。这个Entry实体主要包含 key、value 以及一个指向自身的next指针。

HashMap是基于hashing实现的，当我们进行put操作时，根据传递的key值得到它的hashcode，然后再用这个hashcode与数组的长度进行模运算，得到一个int值，就是Entry要存储在数组的位置（下标）；当通过get方法获取指定key的值时，会根据这个key算出它的hash值（数组下标），根据这个hash值获取数组下标对应的Entry，然后判断Entry里的key，hash值或者通过equals()比较是否与要查找的相同，如果相同，返回value，否则的话，遍历该链表（有可能就只有一个Entry，此时直接返回null），直到找到为止，否则返回null。

HashMap之所以在每个数组元素存储的是一个链表，是为了解决hash冲突问题，当两个对象的hash值相等时，那么一个位置肯定是放不下两个值的，于是hashmap采用链表来解决这种冲突，hash值相等的两个元素会形成一个链表。

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*  ### **HashMap与HashTable的区别是什么?** ###

1、HashTable基于Dictionary类，而HashMap是基于AbstractMap。Dictionary是任何可将键映射到相应值的类的抽象父类，而AbstractMap是基于Map接口的实现，它以最大限度地减少实现此接口所需的工作。（在java 8中我查看源码发现Hashtable并没有继承Dictionary,而且里面也没有同步方法，是不是java 8中Hashtable不在同步的了？有没有人解释一下？）

2、HashMap的key和value都允许为null，而Hashtable的key和value都不允许为null。HashMap遇到key为null的时候，调用putForNullKey方法进行处理，而对value没有处理；Hashtable遇到null，直接返回NullPointerException。

3、Hashtable是同步的，而HashMap是非同步的，但是我们也可以通过Collections.synchronizedMap(hashMap),使其实现同步。

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*  ### CorrentHashMap的工作原理? ###

**JDK 1.6版：**

ConcurrenHashMap可以说是HashMap的升级版，ConcurrentHashMap是线程安全的，但是与Hashtablea相比，实现线程安全的方式不同。Hashtable是通过对hash表结构进行锁定，是阻塞式的，当一个线程占有这个锁时，其他线程必须阻塞等待其释放锁。ConcurrentHashMap是采用分离锁的方式，它并没有对整个hash表进行锁定，而是局部锁定，也就是说当一个线程占有这个局部锁时，不影响其他线程对hash表其他地方的访问。

具体实现: ConcurrentHashMap内部有一个Segment数组, 该Segment对象可以充当锁。Segment对象内部有一个HashEntry数组，于是每个Segment可以守护若干个桶(HashEntry),每个桶又有可能是一个HashEntry连接起来的链表，存储发生碰撞的元素。

每个ConcurrentHashMap在默认并发级下会创建包含16个Segment对象的数组，每个数组有若干个桶，当我们进行put方法时，通过hash方法对key进行计算，得到hash值，找到对应的segment，然后对该segment进行加锁，然后调用segment的put方法进行存储操作，此时其他线程就不能访问当前的segment，但可以访问其他的segment对象，不会发生阻塞等待。

**JDK 1.8版 ：**

在jdk 8中，ConcurrentHashMap不再使用Segment分离锁，而是采用一种乐观锁CAS算法来实现同步问题，但其底层还是“数组+链表->红黑树”的实现。

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*  ### 遍历一个List有哪些不同的方式？ ###

List<String> strList = new ArrayList<>();
        // 方法一：for-each
        for(String str:strList) {
            System.out.print(str);
        }
    
        // 方法二：use iterator 尽量使用这种 更安全(fail-fast)
        Iterator<String> it = strList.iterator();
        while(it.hasNext) {
            System.out.printf(it.next());
        }

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*  ### fail-fast与fail-safe有什么区别？ ###

Iterator的fail-fast属性与当前的集合共同起作用，因此它不会受到集合中任何改动的影响。Java.util包中的所有集合类都被设计为fail-fast的，而java.util.concurrent中的集合类都为fail-safe的。当检测到正在遍历的集合的结构被改变时，fail-fast迭代器抛出ConcurrentModificationException，而fail-safe迭代器从不抛出ConcurrentModificationException。

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*  ### Array和ArrayList有何区别？什么时候更适合用Array？ ###

1、Array可以容纳基本类型和对象，而ArrayList只能容纳对象；

2、Array是指定大小的，而ArrayList大小是固定的。

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*  ### HashSet的底层实现是什么? ###

通过看源码知道HashSet的实现是依赖于HashMap的，HashSet的值都是存储在HashMap中的。在HashSet的构造法中会初始化一个HashMap对象，HashSet不允许值重复，因此，HashSet的值是作为HashMap的key存储在HashMap中的，当存储的值已经存在时返回false。

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*  ### LinkedHashMap的实现原理? ###

LinkedHashMap也是基于HashMap实现的，不同的是它定义了一个Entry header，这个header不是放在Table里，它是额外独立出来的。LinkedHashMap通过继承hashMap中的Entry，并添加两个属性Entry before，after和header结合起来组成一个双向链表，来实现按插入顺序或访问顺序排序。LinkedHashMap定义了排序模式accessOrder，该属性为boolean型变量，对于访问顺序，为true；对于插入顺序，则为false。一般情况下，不必指定排序模式，其迭代顺序即为默认为插入顺序。

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*  ### LinkedList和ArrayList的区别是什么? ###

1、ArrayList是基于数组实现，LinkedList是基于链表实现；

2、ArrayList在查找时速度快，LinkedList在插入与删除时更具优势。

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### 持续更新...... ###

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