java综合面试题之集合类的使用

相信对于java或者编程的每位程序员来说，集合类都并不陌生，不管在代码中还是在面试中都是屡次出现的东西，那么我们就来聊一聊java中的集合类。
java中常见并且常用的数据集合有
map：HashTable(不允许插空值)，hashmap(允许插入空值)，TreeMap；
List：Vector，ArrayList， LinkedList， StringBuilder；
Set：hashSet，TreeSet；

• 在此首先我补充一下什么是线程安全，什么是线程不安全

  1. 线程安全就是多线程访问时，采用了加锁机制，当一个线程访问该类的某个数据时，进行保护，其他线程不能进行访问直到该线程读取完，其他线程才可使用。不会出现数据不一致或者污数据。
  2. 线程不安全就是多线程访问时，没有提供数据访问保护，有可能出现多个线程先后更改数据造成所得到的数据是污数据。

• 接下来就说说那些集合类属于线程安全的，那些不属于线程安全
  1.Vector、HashTable(不允许插空值)、Properties、 StringBuffer是线程安全的；

  2.ArrayList、LinkedList、HashSet、TreeSet、HashMap(允许插入空值)、TreeMap等都是线程不安全的

• 常见的数据集合简介
  1、Vector：
  Vector与ArrayList一样，也是通过数组实现的，不同的是它支持线程的同步，即某一时刻只有一个线程能够写Vector，避免多线程同时写而引起的不一致性，但实现同步需要很高的花费，因此，访问它比访问ArrayList慢。

  2、ArrayList：
  1）当操作是在一列数据的后面添加数据而不是在前面或者中间，并需要随机地访问其中的元素时，使用ArrayList性能比较好。

  2）ArrayList是最常用的List实现类，内部是通过数组实现的，它允许对元素进行快速随机访问。数组的缺点是每个元素之间不能有间隔，当数组大小不满足时需要增加存储能力，就要讲已经有数组的数据复制到新的存储空间中。当从ArrayList的中间位置插入或者删除元素时，需要对数组进行复制、移动、代价比较高。因此，它适合随机查找和遍历，不适合插入和删除。

  3、LinkedList：
  1）当对一列数据的前面或者中间执行添加或者删除操作时，并且按照顺序访问其中的元素时，要使用LinkedList。
  2）LinkedList是用链表结构存储数据的，很适合数据的动态插入和删除，随机访问和遍历速度比较慢。另外，他还提供了List接口中没有定义的方法，专门用于操作表头和表尾元素，可以当作堆栈、队列和双向队列使用。

  Vector和ArrayList在使用上非常相似，都可以用来表示一组数量可变的对象应用的集合，并且可以随机的访问其中的元素。

  4、HashMap(允许插入空值)：
  1）采用数组方式存储key-value构成的Entry对象，无容量限制；
  2）基于key hash查找Entry对象存放到数组的位置，对于hash冲突采用链表的方式去解决；
  3）在插入元素时，可能会扩大数组的容量，在扩大容量时须要重新计算hash，并复制对象到新的数组中；
  4）是非线程安全的；
  5） 遍历使用的是Iterator迭代器；

  6、HashTable(不允许插空值)：
  1） 是线程安全的；
  2）无论是key还是value都不允许有null值的存在；在HashTable中调用Put方法时，如果key为null，直接抛出NullPointerException异常；
  3）遍历使用的是Enumeration列举；

  7、HashSet：
  1）基于HashMap实现，无容量限制；
  2）是非线程安全的；
  3）不保证数据的有序；

  HashTable和HashMap采用的存储机制是一样的

  8、TreeSet：
  1）基于TreeMap实现的，支持排序；
  2）是非线程安全的；

  9、TreeMap：
  1）典型的基于红黑树的Map实现，因此它要求一定要有key比较的方法，要么传入Comparator比较器实现，要么key对象实现Comparator接口；
  2）是非线程安全的；

  TreeSet和TreeMap都是完全基于Map来实现的，并且都不支持get(index)来获取指定位置的元素，需要遍历来获取。另外，TreeSet还提供了一些排序方面的支持，例如传入Comparator实现、descendingSet以及descendingIterator等。

  string、stringbuilder、stringbuffer三者的区别性能比较及使用场景大家可以看我上一篇文章：
  https://blog.csdn.net/gumindong/article/details/106349971

生活中我们一般使用的是HashTable(不允许插空值)，hashmap(允许插入空值)，LinkedList ，ArrayList这四者比较多。

• 针对四者我们对其进行一下速度的比较
  1、ArrayList 有序集合 底层为数组 按下标查找快 增删慢 按元素查找、增删都慢
  2、LinkedList 有序集合 底层为链表 按下标查找慢 增删快 按元素查找慢 增删比arrayList快
  3、HashMap 无序哈希表 底层哈希表 按下标查找一般比LinkedList快 增删快跟主体大小有关
  按元素查找快 增删快跟主体大小有关，越大越慢
  4、hashmap和hashtable的速度谁快，hashmap牺牲了线程安全提高了效率，hashtable牺牲了效率换来了线程安全，因为hashmap底层是使用一个链表实现的，所以速度快，这种回答是不完全的，没错是快但是是在插入和删除的时候，在查询的时候因为数组有下标所以在查询集合中某个元素时，速度上就会不如数组快，所以“hashmap比数组快”这句话本身是不对的，必须得考虑应用场景。