面试官：源码你完全搞懂了吗？用这20个问题检验你

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问题一：看到这个图，你会想到什么？

 

（PS：截图自《编程思想》）

答：

这个图由Map指向Collection的Produces并不是说Map是Collection的一个子类（子接口），这里的意思是指Map的KeySet获取到的一个视图是Collection的子接口。

我们可以看到集合有两个基本接口：Map和Collection。但是我个人认为Map并不能说是一个集合，称之为映射或许更为合适，因为它的KeySet视图是一个Set类型的键集，所以我们姑且把它也当做集合。

Collection继承了Iterator接口，而Iterator的作用是给我们提供一个只能向后遍历集合元素的迭代器，也就是说所有实现Collection的类都可以使用Iterator遍历器去遍历。

每种接口都有一个Abstract开头的抽象子类，这个子类中包括了一些默认的实现，我们在自定义类的时候都需要去继承这个抽象类，然后根据我们不同的需求，对于其中的方法进行重写。

从容器角度上来说，只有四种容器：Map，Queue，Set，List。

问题二：列出常见的集合，并进行简单的介绍

答：

1. ArrayList: 一种可以动态增长和缩减的的索引序列
2. LinkedList：一种可以在任何位置进行高效地插入和删除操作的有序序列
3. ArrayDeque：一种用循环数组实现的双端队列
4. HashSet：一种没有重复元素的无序集合
5. TreeSet：一种有序集
6. EnumSet：一种包含枚举类型值的集
7. LinkedHashSet：一种可以记住元素插入次序的集
8. PriorityQueue：一种允许高效删除最小元素的集合
9. HashMap：一种存储键/值关联的数据结构
10. TreeMap：一种键值有序排列的映射表
11. EnumMap：一种键值属于枚举类型的映射表
12. LinkedHashMap：一种可以记住键/值项添加次序的映射表
13. WeakHashMap：一种其值无用武之地后可以被垃圾回收期回收的映射表
14. IdentityHashMap：一种用==而不是用equals比较键值的映射表
15. Vector：目前使用较少，因为设计理念的陈旧和性能的问题被ArrayList所取代
16. Hashtable：线程非同步可以使用HashMap来替代，同步的话可以使用ConcurrentHashMap来替代

问题三：关于Iterator，聊聊你的看法

从鸟瞰图中我们可以看到，所有实现Collection的子类都继承了Iterable接口。这个接口提供了一个iterator()方法可以构造一个Iterator接口对象。然后我们可以使用这个迭代器对象依次访问集合中的元素。

迭代器一般使用方法是这样的：

Collection c = ...;
Iterator iter = c.iterator();
while (iter.hasNext()) {
    String s = iter.next();
    System.out.println(s);
}
复制代码

或者是这样的：

//适用于JDK1.8以后的版本
iter.forEachRemaining(element -> System.out.println(element));
复制代码

迭代器的next()工作原理是这样的：

迭代器是位于两个集合元素之间的位置，当我们调用next()方法的时候迭代器指针就会越过一个元素，并且返回刚刚越过的元素，所以，当我们迭代器的指针在最后一个元素的时候，就会抛出会抛出一个NoSuchElementException的异常。所以，在调用next()之前需要调用hasNext()去判断这个集合的迭代器是否走到了最后一个元素。

通过调用next()方法可以逐个的去访问集合中的每个元素，而访问元素的顺序跟该容器的数据结构有关，比如ArrayList就是按照索引值开始，每次迭代都会使索引值加1，而对于HashSet这种数据结构是散列表的集合，就会按照某种随机的次序出现。

Iterator的接口中还有一个remove()方法，这个方法实际上删除的是上次调用next()方法返回的元素，下面我来展示一下remove()方法的使用方法

Collection c = ...;
Iterator iter = c.iterator();
iter.next();
iter.remove();
复制代码

这样就可以删除该集合中的第一个元素，但是需要注意一点，如果我们需要删除两个元素，必须这样做：

iter.remove();
iter.next();
iter.remove();
复制代码

而不能这么做：

iter.remove();
iter.remove();
复制代码

因为next()方法和remove()方法之间是有依赖性的，如果调用remove之前没有调用next就会抛出一个IllegalStateException的异常。

问题四：对于Collection，你了解多少？

可以看出，作为顶级的框架，Collection仅仅是继承了Iterable接口，接下来，我们来看一下Iterable的源码，看看有什么收获。

public interface Iterable {
   
    Iterator iterator();
    
    default void forEach(Consumer action) {
        Objects.requireNonNull(action);
        for (T t : this) {
            action.accept(t);
        }
    }

    default Spliterator spliterator() {
        return Spliterators.spliteratorUnknownSize(iterator(), 0);
    }
}

复制代码

可以看到这个接口中有三个方法，其中iterator()方法可以给我们提供一个迭代器，这个在之前的教程就已经说过了，而forEach()方法提供了一个函数式接口的参数，我们可以使用lambda表达式结合来使用：

Collection collection = ...;
collection.forEach(String s -> System.out.println(s));
复制代码

这样就可以获取到每个值，它的底层实现是加强for循环，实际上也是迭代器去遍历，因为编译器会把加强for循环编译为迭代遍历。 Spliterator()是1.8新加的方法，字面意思可分割的迭代器，不同以往的iterator()需要顺序迭代，Spliterator()可以分割为若干个小的迭代器进行并行操作，既可以实现多线程操作提高效率，又可以避免普通迭代器的fail-fast(fail-fast机制是java集合中的一种错误机制。当多个线程对同一个集合的内容进行操作时，就可能会产生fail-fast事件)机制所带来的异常。Spliterator()可以配合1.8新加的Stream()进行并行流的实现，大大提高处理效率。

 

Collection()中提供了17个接口方法（除去了继承自Object的方法）。接下来，我们来了解一下这些方法的作用：

1. size()，返回当前存储在集合中的元素个数。
2. isEmpty()，如果集合中没有元素，返回true。
3. contains(Object obj)，如果集合中包含了一个与obj相等的对象，返回true。
4. iterator()，返回这个集合的迭代器。
5. toArray()，返回这个集合的对象数组
6. toArray(T[] arrayToFill)，返回这个集合的对象数组，如果arrayToFill足够大，就将集合中的元素填入这个数组中。剩余空间填补null；否则，分配一个新数组，其成员类型与arrayToFill的成员类型相同，其长度等于集合的大小，并填充集合元素。
7. add(Object element)，将一个元素添加到集合中，如果由于这个调用改变了集合，返回true。
8. remove(Object obj)，从集合中删除等于obj的对象，如果有匹配的对象被删除，返回true。
9. containsAll(Collection other)，如果这个集合包含other集合中的所有元素，返回true。
10. addAll(Collection other)，将other集合中的所有元素添加到这个集合，如果由于这个调用改变了集合，返回true。
11. removeAll(Collection other)，从这个集合中删除other集合中存在的所有元素。如果由于这个调用改变了集合，返回true。
12. removeIf(Predicate filter)，从这个集合删除filter返回true的所有元素，如果由于这个调用改变了集合，则返回true。
13. retainAll(Collection other)，从这个集合中删除所有与other集合中的元素不同的元素。如果由于这个调用改变了集合，返回true。
14. clear()，从这个集合中删除所有的元素。
15. spliterator()，返回分割后的若干个小的迭代器。
16. stream()，返回这个集合对于的流对象。
17. parallelStream()，返回这个集合的并行流对象。

作为第一级的集合接口，Collection提供了一些基础操作的借口，并且可以通过实现Iterable接口获取一个迭代器去遍历获取集合中的元素。

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