Java容器常见面试题

1. Java 容器都有哪些？

• Java 容器分为 Collection 和 Map 两大类，其下又有很多子类，如下所示是Collection和Map的继承体系：
  
  

2. 具体如下结构：

• Collection
  • List
    • ArrayList
    • LinkedList
    • Vector
    • Stack
  • Set
    • HashSet
    • LinkedHashSet
    • TreeSet
• Map
  • HashMap
    • LinkedHashMap
  • TreeMap
  • ConcurrentHashMap
  • Hashtable

2. ArrayList和LinkList的区别？

1. ArrayList（数组结构）：
   1. 优点：get和set调用花费常数时间，也就是查询的速度快
   2. 缺点：新项的插入和现有项的删除代价昂贵，也就是添加删除的速度慢
2. LinkedList（链表结构）：
   1. 优点：新项的插入和和现有项的删除开销很小，即添加和删除的速度快
   2. 缺点：对get和set的调用花费昂贵，不适合做查询
3. 面试中经常问到一些深入的东西，比如：
   1. 是否保证线程安全： ArrayList 和 LinkedList 都是不同步的，也就是不保证线程安全；
   2. 底层数据结构： Arraylist 底层使用的是Object数组；LinkedList 底层使用的是双向循环链表数据结构；
   3. 插入和删除是否受元素位置的影响： ① ArrayList 采用数组存储，所以插入和删除元素的时间复杂度受元素位置的影响。 比如：执行add(E e)方法的时候， ArrayList 会默认在将指定的元素追加到此列表的末尾，这种情况时间复杂度就是O(1)。但是如果要在指定位置 i 插入和删除元素的话（add(int index, E element)）时间复杂度就为 O(n-i)。因为在进行上述操作的时候集合中第 i 和第 i 个元素之后的(n-i)个元素都要执行向后位/向前移一位的操作。 ② LinkedList 采用链表存储，所以插入，删除元素时间复杂度不受元素位置的影响，都是近似 O（1）而数组为近似 O（n）。
   4. 是否支持快速随机访问： LinkedList 不支持高效的随机元素访问，而ArrayList 实现了RandmoAccess 接口，所以有随机访问功能。快速随机访问就是通过元素的序号快速获取元素对象(对应于get(int index)方法)。
   5. 内存空间占用： ArrayList的空间浪费主要体现在在list列表的结尾会预留一定的容量空间，而LinkedList的空间花费则体现在它的每一个元素都需要消耗比ArrayList更多的空间（因为要存放直接后继和直接前驱以及数据）。

3. List、Set、Map 之间的区别是什么？

1. List、Set、Map 的区别主要体现在两个方面：元素是否有序、是否允许元素重复。
2. 三者之间的区别，如下表：
   

4. HashMap 和 Hashtable 有什么区别？

1. 存储：HashMap 运行 key 和 value 为 null，而 Hashtable 不允许。
2. 线程安全：Hashtable 是线程安全的，而 HashMap 是非线程安全的。
3. 推荐使用：在 Hashtable 的类注释可以看到，Hashtable 是保留类不建议使用，推荐在单线程环境下使用 HashMap 替代，如果需要多线程使用则用 ConcurrentHashMap 替代。

5. Comparable和Comparator区别？

1. Comparable接口
   1. 实现Comparable接口类表示这个类型的对象可以进行比较大小的。 这种可以比较大小的对象可以进行自然排序。
2. Comparator接口
   1. 比较器用于实现对象任意属性进行比较大小。
   2. 在排序时候可以通过指定属性比较器实现任意属性排序。
3. 在排序时候Comparable接口用于进行自然排序，而Comparator接口进行自定义排序，自定义排序更加灵活方便而常用。
4. 设计上Comparable不推荐使用，因为对程序本身具有侵入性。

6. 简述HashMap的工作原理？

1. HashMap是面向查询优化的数据结构，查询性能优异。
2. 在其内部利用数组存储数据。
3. 插入数据时，先根据Key的HashCode计算出数组的下标位置，再利用Key的equals()方法检查是否以存在重复的Key，如果不重复直接存储到数组中，如果重复就作为链表存储到散列桶中。
4. 插入的数据和数组容量的比值大于加载因子则进行数组扩容，并重新散列，默认的加载因子为“0.75”。
5. 查询时，先根据Key的HashCode计算出数组的下标位置，再利用Key的equals()方法检查到Key的位置，如果找到返回Key对应的Value，否则返回Null。
6. 由于利用Key的HashCode直接计算出数据的存储位置，由于直接确定数据的存储位置，相对于其他查找方式，查询效率非常高。

7. Iterator 怎么使用？有什么特点？

1. Iterator 接口提供遍历任何 Collection 的接口。我们可以从一个 Collection 中使用迭代器方法来获取迭代器实例。迭代器取代了 Java 集合框架中的 Enumeration，迭代器允许调用者在迭代过程中移除元素。
2. Iterator 使用代码如下：

   	List<String> list = new ArrayList<>();
   	Iterator<String> it = list. iterator();
   	while(it. hasNext()){
   		String obj = it. next();
   		 System. out. println(obj);
   	}
   

3. Iterator 的特点是更加安全，因为它可以确保，在当前遍历的集合元素被更改的时候，就会抛出 ConcurrentModificationException 异常。

8. ArrayList 和 Vector 的区别是什么？

1. 线程安全：Vector 使用了 Synchronized 来实现线程同步，是线程安全的，而 ArrayList 是非线程安全的。
2. 性能：ArrayList 在性能方面要优于 Vector。
3. 扩容：ArrayList 和 Vector 都会根据实际的需要动态的调整容量，只不过在 Vector 扩容每次会增加 1 倍，而 ArrayList 只会增加 50%。

9. Collection 和 Collections 有什么区别？

1. Collection 是一个集合接口，它提供了对集合对象进行基本操作的通用接口方法，所有集合都是它的子类，比如 List、Set 等。
2. Collections 是一个包装类，包含了很多静态方法，不能被实例化，就像一个工具类，比如提供的排序方法： Collections. sort(list)。

10. HashMap 的实现原理?

1. HashMap 基于 Hash 算法实现的，我们通过 put(key,value)存储，get(key)来获取。
2. 当传入 key 时，HashMap 会根据 key. hashCode() 计算出 hash 值，根据 hash 值将 value 保存在 bucket 里。
3. 当计算出的 hash 值相同时，我们称之为 hash 冲突，HashMap 的做法是用链表和红黑树存储相同 hash 值的 value。
4. 当 hash 冲突的个数比较少时，使用链表否则使用红黑树。
5. HashMap 对应的线程安全类是 ConcurrentHashMap