每日面试题打卡（容器篇）——Day7

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迭代器 Iterator 是什么？怎么使用？有什么特点？

迭代器Iterator是Java提供的接口，它可以遍历任何Collection接口的实现类。我们可以从一个Collection中使用迭代器方法来获取迭代器实例。Iterator的特点是只能单向遍历，而且允许调用者在遍历过程中移除元素，所以它更加安全，他可以确保当前遍历的集合元素被更改时，会抛出ConcurrentModificationException。

如何边遍历边移除 Collection 中的元素？

唯一方式就是使用Iterator.remove()方法，比如：

Iterator it = list.iterator();
whlie(it.hasNext()){
	it.remove();
}

这里也要说一下很容易犯的错误，是这样写的：

for(Integer i : list){
	list.remove(i);
}

运行上面这段代码就会触发ConcurrentModificationException异常。这是因为当使用foreach进行遍历时，会自动生成一个iterator进行遍历，但同时该list又被remove操作所修改，Java一般不会允许一个线程在遍历Collection时被另外一个线程所修改。

Iterator 和 ListIterator 有什么区别？

• Iterator可以遍历Set和List集合，而ListIterator只能遍历 List。
• Iterator只能单向遍历，而ListIterator可以双向遍历（向前/后遍历）。
• ListIterator实现Iterator接口，然后添加了一些额外的功能，比如添加一个元素、替换一个元素、获取前面或后面元素的索引位置。

遍历一个 List 有哪些不同的方式？每种方法的实现原理是什么？Java 中 List 遍历的最佳实践是什么？

通常我们有三种遍历集合的方式：

1. for循环遍历，基于计数器。在集合外部维护一个计数器，然后依次读取每一个位置的元素，当读取到最后一个元素后停止。
2. 迭代器遍历，Iterator。Iterator是面向对象的一个设计模式，目的是屏蔽不同数据集合的特点，统一遍历集合的接口。Java在 Collections中支持了Iterator模式。
3. foreach循环遍历。foreach内部也是采用了Iterator的方式实现，使用时不需要显式声明Iterator或计数器。优点是代码简洁，不易出错；缺点是只能做简单的遍历，不能在遍历过程中操作数据集合，例如删除、替换。

那么如何确定遍历的最佳实践呢？

Java Collection框架中提供了一个RandomAccess接口，用来标记List的实现类是否支持Random Access，Random Access就是随机访问，那我们就可以根据这个标签来决定遍历的最佳实现了，比如：

• ArrayList就实现了RandomAccess接口，而且从底层数据结构我们也能看出，ArrayList是支持随机访问的，所以推荐ArrayList使用for循环这种方式来遍历
• LinkedList同ArrayList一样，也是List的实现类，但是它没有实现RandomAccess接口，所以建议使用Iterator或者foreach遍历

说一下 ArrayList 的优缺点

优点：

1. 实现了RandomAccess接口，查询效率很高
2. 顺序添加一个元素时非常方便

缺点：

1. 在指定位置插入元素时，会有一个arraycopy操作，如果要复制的元素很多，会比较影响性能
2. 在指定位置删除元素时，同样会有arraycopy操作，也会影响性能

如何实现数组和 List 之间的转换？

数组转List：使用Arrays.asList(array)

List转数组：使用List自带的toArray()方法

插入数据时，ArrayList、LinkedList、Vector谁速度较快？阐述 ArrayList、Vector、LinkedList 的存储性能和特性？

由于Vector是线程安全的，所以性能上要差一些。我们着重比较ArrayList和LinkedList。

先看一下它们插入数据的底层方法：

• ArrayList在插入元素时，会有扩容操作，这是影响性能的一个因素
• LinkedList在插入元素时，每次都会new一个新节点，这也是影响性能的一个因素

单单从源码层面无法评估，我曾做过一个实验，在数据量比较小，30w以下时，LinkedList比较快；然而在数据量比较大时ArrayList会更快，这和ArrayList的扩容机制和LinkedList的插入特点有关，LinkedList每次插入都会new一个新的节点，在数据量小的时候，造成的影响可能不是很明显，而当数据量小时，ArrayList扩容的次数就比较多，时间上的开销可能会大一些。当数据量大的时候，new一个节点对性能的影响开始逐渐明显，而这时ArrayList扩容操作变少，效率就有了很大的提升，所以当数据量越来越大时，ArrayList的效率提升也会越来越高。

多线程场景下如何使用 ArrayList？

ArrayList不是线程安全的，如果遇到多线程场景，可以通过Collections的synchronizedList方法将其转换成线程安全的容器后再使用。

为什么 ArrayList 的 elementData 加上 transient 修饰？

ArrayList是支持序列化的，而transient的作用是不想让elementData被序列化，这是为了提高序列化的性能，每次序列化时，先调用 defaultWriteObject()方法序列化ArrayList中的非transient修饰的元素，然后遍历elementData，只序列化已存入的元素，这样既加快了序列化的速度，又减小了序列化之后的文件大小。

讨论：单次插入的情况下，ArrayList和LinkedList谁更快？

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