【秋招冲刺-面试题每日五道】java集合篇

六、ArrayList和LinkedList区别 ArrayList和Vector的区别

ArrayList和LinkedList

  • 数据结构实现:ArrayList 是动态数组的数据结构实现,而 LinkedList 是双向链表的数据结构实
    现。
  • 随机访问效率:ArrayList 比 LinkedList 在随机访问的时候效率要高,因为 LinkedList 是线性的数
    据存储方式,所以需要移动指针从前往后依次查找。
  • 增加和删除效率:在非首尾的增加和删除操作,LinkedList 要比 ArrayList 效率要高,因为
    ArrayList 增删操作要影响数组内的其他数据的下标。
  • 内存空间占用:LinkedList 比 ArrayList 更占内存,因为 LinkedList 的节点除了存储数据,还存储
    了两个引用,一个指向前一个元素,一个指向后一个元素。
  • 线程安全:ArrayList 和 LinkedList 都是不同步的,也就是不保证线程安全;
  • 综合来说,在需要频繁读取集合中的元素时,更推荐使用 ArrayList,而在插入和删除操作较多时,更
    推荐使用 LinkedList。

ArrayList和Vector

  • 这两个类都实现了 List 接口(List 接口继承了 Collection 接口),他们都是有序集合
  • 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。
  • 性能:ArrayList 在性能方面要优于 Vector。
  • 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%。

七、List 和 Set 的区别 HashSet 的实现原理

区别

List 特点:一个有序(元素存入集合的顺序和取出的顺序一致)容器,元素可以重复,可以插入多个
null元素,元素都有索引。常用的实现类有 ArrayList、LinkedList 和 Vector。
Set 特点:一个无序(存入和取出顺序有可能不一致)容器,不可以存储重复元素,只允许存入一个
null元素,必须保证元素唯一性。Set 接口常用实现类是 HashSet、LinkedHashSet 以及 TreeSet。

另外 List 支持for循环,也就是通过下标来遍历,也可以用迭代器,但是set只能用迭代,因为他无序,
无法用下标来取得想要的值

HashSet 的实现原理区别

HashSet 是基于 HashMap 实现的,HashSet的值存放于HashMap的key上,HashMap的value统一为
PRESENT,因此 HashSet 的实现比较简单,相关 HashSet 的操作,基本上都是直接调用底层
HashMap 的相关方法来完成,HashSet 不允许重复的值。

八、能否使用任何类作为 Map 的 key? HashMap中String、Integer这样的包装类适合作为K

可以使用任何类作为 Map 的 key,然而在使用之前,需要考虑以下几点:

  • 如果类重写了 equals() 方法,也应该重写 hashCode() 方法。
  • 类的所有实例需要遵循与 equals() 和 hashCode() 相关的规则。
  • 如果一个类没有使用 equals(),不应该在 hashCode() 中使用它。
  • 用户自定义 Key 类最佳实践是使之为不可变的,这样 hashCode() 值可以被缓存起来,拥有更好的
    性能。不可变的类也可以确保 hashCode() 和 equals() 在未来不会改变,这样就会解决与可变相关
    的问题了

String、Integer等包装类的特性能够保证Hash值的不可更改性和计算准确性,能够有效的减少
Hash碰撞的几率

  1. 都是final类型,即不可变性,保证key的不可更改性,不会存在获取hash值不同的情况
  2. 内部已重写了 equals() 、 hashCode() 等方法,遵守了HashMap内部的规范),不容易出现Hash值计算错误的情况;

HashMap 与 HashTable 有什么区别?

  1. 线程安全: HashMap 是非线程安全的,HashTable 是线程安全的;HashTable 内部的方法基本
    都经过 synchronized 修饰。(如果你要保证线程安全的话就使用 ConcurrentHashMap
    吧!);
  2. 效率: 因为线程安全的问题,HashMap 要比 HashTable 效率高一点。另外,HashTable 基本被
    淘汰,不要在代码中使用它;
  3. 对Null key 和Null value的支持: HashMap 中,null 可以作为键,这样的键只有一个,可以有
    一个或多个键所对应的值为 null。但是在 HashTable 中 put 进的键值只要有一个 null,直接抛
    NullPointerException。
  4. 初始容量大小和每次扩充容量大小的不同 : ①创建时如果不指定容量初始值,Hashtable 默认的
    初始大小为11,之后每次扩充,容量变为原来的2n+1。HashMap 默认的初始化大小为16。之后
    每次扩充,容量变为原来的2倍。②创建时如果给定了容量初始值,那么 Hashtable 会直接使用你
    给定的大小,而 HashMap 会将其扩充为2的幂次方大小。也就是说 HashMap 总是使用2的幂作
    为哈希表的大小,后面会介绍到为什么是2的幂次方。
  5. 底层数据结构: JDK1.8 以后的 HashMap 在解决哈希冲突时有了较大的变化,当链表长度大于阈
    值(默认为8)时,将链表转化为红黑树,以减少搜索时间。Hashtable 没有这样的机制。
  6. 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。

十、HashMap 和 ConcurrentHashMap 的区别 ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的区别

  1. ConcurrentHashMap对整个桶数组进行了分割分段(Segment),然后在每一个分段上都用lock锁
    进行保护,相对于HashTable的synchronized锁的粒度更精细了一些,并发性能更好,而
    HashMap没有锁机制,不是线程安全的。(JDK1.8之后ConcurrentHashMap启用了一种全新的
    方式实现,利用CAS算法。)
  2. HashMap的键值对允许有null,但是ConCurrentHashMap都不允许。

ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的区别主要体现在实现线程安全的方式上不同。

  • 底层数据结构: JDK1.7的 ConcurrentHashMap 底层采用 分段的数组+链表 实现,JDK1.8 采用的
    数据结构跟HashMap1.8的结构一样,数组+链表/红黑二叉树。Hashtable 和 JDK1.8 之前的
    HashMap 的底层数据结构类似都是采用 数组+链表 的形式,数组是 HashMap 的主体,链表则是
    主要为了解决哈希冲突而存在的;
  • 实现线程安全的方式(重要): ① 在JDK1.7的时候,ConcurrentHashMap(分段锁) 对整个
    桶数组进行了分割分段(Segment),每一把锁只锁容器其中一部分数据,多线程访问容器里不同数
    据段的数据,就不会存在锁竞争,提高并发访问率。(默认分配16个Segment,比Hashtable效率
    提高16倍。) 到了 JDK1.8 的时候已经摒弃了Segment的概念,而是直接用 Node 数组+链表+红
    黑树的数据结构来实现,并发控制使用 synchronized 和 CAS 来操作。(JDK1.6以后 对
    synchronized锁做了很多优化) 整个看起来就像是优化过且线程安全的 HashMap,虽然在
    JDK1.8中还能看到 Segment 的数据结构,但是已经简化了属性,只是为了兼容旧版本;②
    Hashtable(同一把锁) :使用 synchronized 来保证线程安全,效率非常低下。当一个线程访问同
    步方法时,其他线程也访问同步方法,可能会进入阻塞或轮询状态,如使用 put 添加元素,另一
    个线程不能使用 put 添加元素,也不能使用 get,竞争会越来越激烈效率越低。
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