Java集合总结【面试题+脑图】，将知识点一网打尽！

2023-01-17 17:03:47

前言

声明，本文用的是jdk1.8

花了一个星期，把Java容器核心的知识过了一遍，感觉集合已经无所畏惧了！！(哈哈哈....)，现在来总结一下吧~~

回顾目录：

Java容器可分为两大类：

  • Collection
    • List
      • ArrayList
      • LinkedList
      • Vector(了解，已过时)
    • Set
      • HashSet
        • LinkedHashSet
      • TreeSet
  • Map
    • HashMap
      • LinkedHashMap
    • TreeMap
    • ConcurrentHashMap
    • Hashtable(了解，，已过时)

着重标出的那些就是我们用得最多的容器。

其实，我也不知道要怎么总结好，因为之前写每一篇的时候都总结过了。现在又把他们重新罗列出来好像有点水，所以，我决定去回答一些Java容器的面试题！

当然了，我的答案未必就是正确的。如果有错误的地方大家多多包含，希望不吝在评论区留言指正~~

一、ArrayList和Vector的区别

共同点：

  • 这两个类都实现了List接口，它们都是有序的集合(存储有序)，底层是数组。我们可以按位置索引号取出某个元素，允许元素重复和为null。

区别：

  • 同步性：
    • ArrayList是非同步的
    • Vector是同步的
    • 即便需要同步的时候，我们可以使用Collections工具类来构建出同步的ArrayList而不用Vector
  • 扩容大小：
    • Vector增长原来的一倍，ArrayList增长原来的0.5倍

二、HashMap和Hashtable的区别

共同点：

  • 从存储结构和实现来讲基本上都是相同的，都是实现Map接口~

区别：

  • 同步性：
  • 是否允许为null：
    • HashMap允许为null
    • Hashtable不允许为null
  • contains方法
    • 这知识点是在牛客网刷到的，没想到这种题还会有(我不太喜欢)....
    • Hashtable有contains方法
    • HashMap把Hashtable的contains方法去掉了，改成了containsValue和containsKey
  • 继承不同：
    • HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V>
    • public class Hashtable<K,V> extends Dictionary<K,V>

三、List和Map的区别

共同点：

  • 都是Java常用的容器，都是接口(ps：写出来感觉好像和没写一样.....)

不同点：

  • 存储结构不同：
    • List是存储单列的集合
    • Map存储的是key-value键值对的集合
  • 元素是否可重复：
    • List允许元素重复
    • Map不允许key重复
  • 是否有序：
    • List集合是有序的(存储有序)
    • Map集合是无序的(存储无序)

四、Set里的元素是不能重复的，那么用什么方法来区分重复与否呢? 是用==还是equals()?

我们知道Set集合实际大都使用的是Map集合的put方法来添加元素。

以HashSet为例，HashSet里的元素不能重复，在源码(HashMap)是这样体现的：



	// 1. 如果key 相等

    if (p.hash == hash &&

        ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))

        e = p;

	// 2. 修改对应的value

	   if (e != null) { // existing mapping for key

            V oldValue = e.value;

            if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)

                e.value = value;

            afterNodeAccess(e);

            return oldValue;

       }

添加元素的时候，如果key(也对应的Set集合的元素)相等，那么则修改value值。而在Set集合中，value值仅仅是一个Object对象罢了(该对象对Set本身而言是无用的)。

也就是说：Set集合如果添加的元素相同时，是根本没有插入的(仅修改了一个无用的value值)！从源码(HashMap)中也看出来，==和equals()方法都有使用！

五、Collection和Collections的区别

  1. Collection是集合的上级接口，继承它的有Set和List接口
  2. Collections是集合的工具类，提供了一系列的静态方法对集合的搜索、查找、同步等操作

六、说出ArrayList,LinkedList的存储性能和特性

ArrayList的底层是数组，LinkedList的底层是双向链表。

  • ArrayList它支持以角标位置进行索引出对应的元素(随机访问)，而LinkedList则需要遍历整个链表来获取对应的元素。因此一般来说ArrayList的访问速度是要比LinkedList要快的
  • ArrayList由于是数组，对于删除和修改而言消耗是比较大(复制和移动数组实现)，LinkedList是双向链表删除和修改只需要修改对应的指针即可，消耗是很小的。因此一般来说LinkedList的增删速度是要比ArrayList要快的

6.1扩展：

ArrayList的增删未必就是比LinkedList要慢。

  • 如果增删都是在末尾来操作【每次调用的都是remove()和add()】，此时ArrayList就不需要移动和复制数组来进行操作了。如果数据量有百万级的时，速度是会比LinkedList要快的。(我测试过)
  • 如果删除操作的位置是在中间。由于LinkedList的消耗主要是在遍历上，ArrayList的消耗主要是在移动和复制上(底层调用的是arraycopy()方法，是native方法)。
    • LinkedList的遍历速度是要慢于ArrayList的复制移动速度的
    • 如果数据量有百万级的时，还是ArrayList要快。(我测试过)

七、Enumeration和Iterator接口的区别

这个我在前面的文章中也没有详细去讲它们，只是大概知道的是：Iterator替代了Enumeration，Enumeration是一个旧的迭代器了。

与Enumeration相比，Iterator更加安全，因为当一个集合正在被遍历的时候，它会阻止其它线程去修改集合。

区别有三点：

  • Iterator的方法名比Enumeration更科学
  • Iterator有fail-fast机制，比Enumeration更安全
  • Iterator能够删除元素，Enumeration并不能删除元素

八、ListIterator有什么特点

  • ListIterator继承了Iterator接口，它用于遍历List集合的元素。
  • ListIterator可以实现双向遍历,添加元素，设置元素

看一下源码的方法就知道了：

Java集合总结【面试题+脑图】，将知识点一网打尽！

九、并发集合类是什么？

Java1.5并发包（java.util.concurrent）包含线程安全集合类，允许在迭代时修改集合。

  • 迭代器被设计为fail-fast的，会抛出ConcurrentModificationException。
  • 一部分类为：
    • CopyOnWriteArrayList
    • ConcurrentHashMap
    • CopyOnWriteArraySet

十、Java中HashMap的key值要是为类对象则该类需要满足什么条件？

需要同时重写该类的hashCode()方法和它的equals()方法。

  • 从源码可以得知，在插入元素的时候是先算出该对象的hashCode。如果hashcode相等话的。那么表明该对象是存储在同一个位置上的。
  • 如果调用equals()方法，两个key相同，则替换元素
  • 如果调用equals()方法，两个key不相同，则说明该hashCode仅仅是碰巧相同，此时是散列冲突，将新增的元素放在桶子上

一般来说，我们会认为：只要两个对象的成员变量的值是相等的，那么我们就认为这两个对象是相等的！因为，Object底层比较的是两个对象的地址，而对我们开发来说这样的意义并不大~这也就为什么我们要重写equals()方法

重写了equals()方法，就要重写hashCode()的方法。因为equals()认定了这两个对象相同，而同一个对象调用hashCode()方法时，是应该返回相同的值的！

十一、与Java集合框架相关的有哪些最好的实践

  1. 根据需要确定集合的类型。如果是单列的集合，我们考虑用Collection下的子接口ArrayList和Set。如果是映射，我们就考虑使用Map~
  2. 确定完我们的集合类型，我们接下来确定使用该集合类型下的哪个子类~我认为可以简单分成几个步骤：
    • 是否需要同步
      • 去找线程安全的集合类使用
    • 迭代时是否需要有序(插入顺序有序)
      • 去找Linked双向列表结构的
    • 是否需要排序(自然顺序或者手动排序)
      • 去找Tree红黑树类型的(JDK1.8)
  3. 估算存放集合的数据量有多大，无论是List还是Map，它们实现动态增长，都是有性能消耗的。在初始集合的时候给出一个合理的容量会减少动态增长时的消耗~
  4. 使用泛型，避免在运行时出现ClassCastException
  5. 尽可能使用Collections工具类，或者获取只读、同步或空的集合，而非编写自己的实现。它将会提供代码重用性，它有着更好的稳定性和可维护性

十二、ArrayList集合加入1万条数据，应该怎么提高效率

ArrayList的默认初始容量为10，要插入大量数据的时候需要不断扩容，而扩容是非常影响性能的。因此，现在明确了10万条数据了，我们可以直接在初始化的时候就设置ArrayList的容量！

这样就可以提高效率了~

十三、总结

2018年4月15日17:14:03，上面找了一些面试题答了一下，感觉不够过瘾呀。很多我觉得比较重要的知识点我都没有找到对应的面试题(可能我搜索的能力太水了？)。

将这篇文章作为集合的总结篇，但觉得没什么好写就回答一些面试题去了，找了一会面试题又觉得不够系统。而这篇总结我又不想复制前面的章节总结到这里来。于是我决定画一个脑图来结束这篇文章！

2018年4月15日19:31:33 画完啦！！！！！

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目前初步打算写多线程，你们觉得怎么样呢？可以在评论区留言~

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