1.Java集合框架是什麼?說出一些集合框架的優勢?html
每種編程語言中都有集合,最初的Java版本包含幾種集合類:Vector、Stack、HashTable和Array。隨着集合的普遍使用,Java1.2提出了囊括全部集合接口、實現和算法的集合框架。在保證線程安全的狀況下使用泛型和併發集合類,Java已經經歷了好久。它還包括在Java併發包中,阻塞接口以及它們的實現。集合框架的部分優勢以下:java
(1)使用核心集合類下降開發成本,而非實現咱們本身的集合類。算法
(2)隨着使用通過嚴格測試的集合框架類,代碼質量會獲得提升。數據庫
(3)經過使用JDK附帶的集合類,能夠下降代碼維護成本。編程
(4)複用性和可操做性。數組
2.集合框架中的泛型有什麼優勢?緩存
Java1.5引入了泛型,全部的集合接口和實現都大量地使用它。泛型容許咱們爲集合提供一個能夠容納的對象類型,所以,若是你添加其它類型的任何元素,它會在編譯時報錯。這避免了在運行時出現ClassCastException,由於你將會在編譯時獲得報錯信息。泛型也使得代碼整潔,咱們不須要使用顯式轉換和instanceOf操做符。它也給運行時帶來好處,由於不會產生類型檢查的字節碼指令。安全
3.Java集合框架的基礎接口有哪些?數據結構
Collection爲集合層級的根接口。一個集合表明一組對象,這些對象即爲它的元素。Java平臺不提供這個接口任何直接的實現。多線程
Set是一個不能包含重複元素的集合。這個接口對數學集合抽象進行建模,被用來表明集合,就如一副牌。
List是一個有序集合,能夠包含重複元素。你能夠經過它的索引來訪問任何元素。List更像長度動態變換的數組。
Map是一個將key映射到value的對象.一個Map不能包含重複的key:每一個key最多隻能映射一個value。
一些其它的接口有Queue、Dequeue、SortedSet、SortedMap和ListIterator。
4.爲什麼Collection不從Cloneable和Serializable接口繼承?
Collection接口指定一組對象,對象即爲它的元素。如何維護這些元素由Collection的具體實現決定。例如,一些如List的Collection實現容許重複的元素,而其它的如Set就不容許。不少Collection實現有一個公有的clone方法。然而,把它放到集合的全部實現中也是沒有意義的。這是由於Collection是一個抽象表現。重要的是實現。
當與具體實現打交道的時候,克隆或序列化的語義和含義才發揮做用。因此,具體實現應該決定如何對它進行克隆或序列化,或它是否能夠被克隆或序列化。
在全部的實現中受權克隆和序列化,最終致使更少的靈活性和更多的限制。特定的實現應該決定它是否能夠被克隆和序列化。
5.爲什麼Map接口不繼承Collection接口?
儘管Map接口和它的實現也是集合框架的一部分,但Map不是集合,集合也不是Map。所以,Map繼承Collection毫無心義,反之亦然。
若是Map繼承Collection接口,那麼元素去哪兒?Map包含key-value對,它提供抽取key或value列表集合的方法,可是它不適合「一組對象」規範。
6.Iterator是什麼?
Iterator接口提供遍歷任何Collection的接口。咱們能夠從一個Collection中使用迭代器方法來獲取迭代器實例。迭代器取代了Java集合框架中的Enumeration。迭代器容許調用者在迭代過程當中移除元素。
7.Enumeration和Iterator接口的區別?
Enumeration的速度是Iterator的兩倍,也使用更少的內存。Enumeration是很是基礎的,也知足了基礎的須要。可是,與Enumeration相比,Iterator更加安全,由於當一個集合正在被遍歷的時候,它會阻止其它線程去修改集合。
迭代器取代了Java集合框架中的Enumeration。迭代器容許調用者從集合中移除元素,而Enumeration不能作到。爲了使它的功能更加清晰,迭代器方法名已經通過改善。
8.爲什麼沒有像Iterator.add()這樣的方法,向集合中添加元素?
語義不明,已知的是,Iterator的協議不能確保迭代的次序。然而要注意,ListIterator沒有提供一個add操做,它要確保迭代的順序。
9.爲什麼迭代器沒有一個方法能夠直接獲取下一個元素,而不須要移動遊標?
它能夠在當前Iterator的頂層實現,可是它用得不多,若是將它加到接口中,每一個繼承都要去實現它,這沒有意義。
10.Iterater和ListIterator之間有什麼區別?
(1)咱們可使用Iterator來遍歷Set和List集合,而ListIterator只能遍歷List。
(2)Iterator只能夠向前遍歷,而LIstIterator能夠雙向遍歷。
(3)ListIterator從Iterator接口繼承,而後添加了一些額外的功能,好比添加一個元素、替換一個元素、獲取前面或後面元素的索引位置。
11.遍歷一個List有哪些不一樣的方式?
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List<String> strList = new ArrayList<>(); //使用for-each循環 for(String obj : strList){ System.out.println(obj); } //using iterator Iterator<String> it = strList.iterator(); while(it.hasNext()){ String obj = it.next(); System.out.println(obj); } |
使用迭代器更加線程安全,由於它能夠確保,在當前遍歷的集合元素被更改的時候,它會拋出ConcurrentModificationException。
12.經過迭代器fail-fast屬性,你明白了什麼?
每次咱們嘗試獲取下一個元素的時候,Iteratorfail-fast屬性檢查當前集合結構裏的任何改動。若是發現任何改動,它拋出ConcurrentModificationException。Collection中全部Iterator的實現都是按fail-fast來設計的(ConcurrentHashMap和CopyOnWriteArrayList這類併發集合類除外)。
13.fail-fast與fail-safe有什麼區別?
Iterator的fail-fast屬性與當前的集合共同起做用,所以它不會受到集合中任何改動的影響。Java.util包中的全部集合類都被設計爲fail-fast的,而java.util.concurrent中的集合類都爲fail-safe的。Fail-fast迭代器拋出ConcurrentModificationException,而fail-safe迭代器從不拋出ConcurrentModificationException。
14.在迭代一個集合的時候,如何避免ConcurrentModificationException?
在遍歷一個集合的時候,咱們可使用併發集合類來避免ConcurrentModificationException,好比使用CopyOnWriteArrayList,而不是ArrayList。
15.爲什麼Iterator接口沒有具體的實現?
Iterator接口定義了遍歷集合的方法,但它的實現則是集合實現類的責任。每一個可以返回用於遍歷的Iterator的集合類都有它本身的Iterator實現內部類。
這就容許集合類去選擇迭代器是fail-fast仍是fail-safe的。好比,ArrayList迭代器是fail-fast的,而CopyOnWriteArrayList迭代器是fail-safe的。
16.UnsupportedOperationException是什麼?
UnsupportedOperationException是用於代表操做不支持的異常。在JDK類中已被大量運用,在集合框架java.util.Collections.UnmodifiableCollection將會在全部add和remove操做中拋出這個異常。
17.在Java中,HashMap是如何工做的?
HashMap在Map.Entry靜態內部類實現中存儲key-value對。HashMap使用哈希算法,在put和get方法中,它使用hashCode()和equals()方法。當咱們經過傳遞key-value對調用put方法的時候,HashMap使用KeyhashCode()和哈希算法來找出存儲key-value對的索引。Entry存儲在LinkedList中,因此若是存在entry,它使用equals()方法來檢查傳遞的key是否已經存在,若是存在,它會覆蓋value,若是不存在,它會建立一個新的entry而後保存。當咱們經過傳遞key調用get方法時,它再次使用hashCode()來找到數組中的索引,而後使用equals()方法找出正確的Entry,而後返回它的值。下面的圖片解釋了詳細內容。
其它關於HashMap比較重要的問題是容量、負荷係數和閥值調整。HashMap默認的初始容量是1,負荷係數是0.75。閥值是爲負荷係數乘以容量,不管什麼時候咱們嘗試添加一個entry,若是map的大小比閥值大的時候,HashMap會對map的內容進行從新哈希,且使用更大的容量。容量老是2的冪,因此若是你知道你須要存儲大量的key-value對,好比緩存從數據庫裏面拉取的數據,使用正確的容量和負荷係數對HashMap進行初始化是個不錯的作法。
18.hashCode()和equals()方法有何重要性?
HashMap使用Key對象的hashCode()和equals()方法去決定key-value對的索引。當咱們試着從HashMap中獲取值的時候,這些方法也會被用到。若是這些方法沒有被正確地實現,在這種狀況下,兩個不一樣Key也許會產生相同的hashCode()和equals()輸出,HashMap將會認爲它們是相同的,而後覆蓋它們,而非把它們存儲到不一樣的地方。一樣的,全部不容許存儲重複數據的集合類都使用hashCode()和equals()去查找重複,因此正確實現它們很是重要。equals()和hashCode()的實現應該遵循如下規則:
(1)若是o1.equals(o2),那麼o1.hashCode()== o2.hashCode()老是爲true的。
(2)若是o1.hashCode() ==o2.hashCode(),並不意味着o1.equals(o2)會爲true。
19.咱們可否使用任何類做爲Map的key?
咱們可使用任何類做爲Map的key,然而在使用它們以前,須要考慮如下幾點:
(1)若是類重寫了equals()方法,它也應該重寫hashCode()方法。
(2)類的全部實例須要遵循與equals()和hashCode()相關的規則。請參考以前提到的這些規則。
(3)若是一個類沒有使用equals(),你不該該在hashCode()中使用它。
(4)用戶自定義key類的最佳實踐是使之爲不可變的,這樣,hashCode()值能夠被緩存起來,擁有更好的性能。不可變的類也能夠確保hashCode()和equals()在將來不會改變,這樣就會解決與可變相關的問題了。
好比,我有一個類MyKey,在HashMap中使用它。
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//傳遞給MyKey的name參數被用於equals()和hashCode()中 MyKey key = new MyKey('Pankaj'); //assume hashCode=1234 myHashMap.put(key, 'Value'); // 如下的代碼會改變key的hashCode()和equals()值 key.setName('Amit'); //assume new hashCode=7890 //下面會返回null,由於HashMap會嘗試查找存儲一樣索引的key,而key已被改變了,匹配失敗,返回null myHashMap.get(new MyKey('Pankaj')); |
那就是爲什麼String和Integer被做爲HashMap的key大量使用。
20.Map接口提供了哪些不一樣的集合視圖?
Map接口提供三個集合視圖:
(1)Setkeyset():返回map中包含的全部key的一個Set視圖。集合是受map支持的,map的變化會在集合中反映出來,反之亦然。當一個迭代器正在遍歷一個集合時,若map被修改了(除迭代器自身的移除操做之外),迭代器的結果會變爲未定義。集合支持經過Iterator的Remove、Set.remove、removeAll、retainAll和clear操做進行元素移除,從map中移除對應的映射。它不支持add和addAll操做。
(2)Collectionvalues():返回一個map中包含的全部value的一個Collection視圖。這個collection受map支持的,map的變化會在collection中反映出來,反之亦然。當一個迭代器正在遍歷一個collection時,若map被修改了(除迭代器自身的移除操做之外),迭代器的結果會變爲未定義。集合支持經過Iterator的Remove、Set.remove、removeAll、retainAll和clear操做進行元素移除,從map中移除對應的映射。它不支持add和addAll操做。
(3)Set<Map.Entry<K,V>>entrySet():返回一個map鍾包含的全部映射的一個集合視圖。這個集合受map支持的,map的變化會在collection中反映出來,反之亦然。當一個迭代器正在遍歷一個集合時,若map被修改了(除迭代器自身的移除操做,以及對迭代器返回的entry進行setValue外),迭代器的結果會變爲未定義。集合支持經過Iterator的Remove、Set.remove、removeAll、retainAll和clear操做進行元素移除,從map中移除對應的映射。它不支持add和addAll操做。
21.HashMap和HashTable有何不一樣?
(1)HashMap容許key和value爲null,而HashTable不容許。
(2)HashTable是同步的,而HashMap不是。因此HashMap適合單線程環境,HashTable適合多線程環境。
(3)在Java1.4中引入了LinkedHashMap,HashMap的一個子類,假如你想要遍歷順序,你很容易從HashMap轉向LinkedHashMap,可是HashTable不是這樣的,它的順序是不可預知的。
(4)HashMap提供對key的Set進行遍歷,所以它是fail-fast的,但HashTable提供對key的Enumeration進行遍歷,它不支持fail-fast。
(5)HashTable被認爲是個遺留的類,若是你尋求在迭代的時候修改Map,你應該使用CocurrentHashMap。
22.如何決定選用HashMap仍是TreeMap?
對於在Map中插入、刪除和定位元素這類操做,HashMap是最好的選擇。然而,假如你須要對一個有序的key集合進行遍歷,TreeMap是更好的選擇。基於你的collection的大小,也許向HashMap中添加元素會更快,將map換爲TreeMap進行有序key的遍歷。
23.ArrayList和Vector有何異同點?
ArrayList和Vector在不少時候都很相似。
(1)二者都是基於索引的,內部由一個數組支持。
(2)二者維護插入的順序,咱們能夠根據插入順序來獲取元素。
(3)ArrayList和Vector的迭代器實現都是fail-fast的。
(4)ArrayList和Vector二者容許null值,也可使用索引值對元素進行隨機訪問。
如下是ArrayList和Vector的不一樣點。
(1)Vector是同步的,而ArrayList不是。然而,若是你尋求在迭代的時候對列表進行改變,你應該使用CopyOnWriteArrayList。
(2)ArrayList比Vector快,它由於有同步,不會過載。
(3)ArrayList更加通用,由於咱們可使用Collections工具類輕易地獲取同步列表和只讀列表。
24.Array和ArrayList有何區別?何時更適合用Array?
Array能夠容納基本類型和對象,而ArrayList只能容納對象。
Array是指定大小的,而ArrayList大小是固定的。
Array沒有提供ArrayList那麼多功能,好比addAll、removeAll和iterator等。儘管ArrayList明顯是更好的選擇,但也有些時候Array比較好用。
(1)若是列表的大小已經指定,大部分狀況下是存儲和遍歷它們。
(2)對於遍歷基本數據類型,儘管Collections使用自動裝箱來減輕編碼任務,在指定大小的基本類型的列表上工做也會變得很慢。
(3)若是你要使用多維數組,使用[][]比List<List<>>更容易。
25.ArrayList和LinkedList有何區別?
ArrayList和LinkedList二者都實現了List接口,可是它們之間有些不一樣。
(1)ArrayList是由Array所支持的基於一個索引的數據結構,因此它提供對元素的隨機訪問,複雜度爲O(1),但LinkedList存儲一系列的節點數據,每一個節點都與前一個和下一個節點相鏈接。因此,儘管有使用索引獲取元素的方法,內部實現是從起始點開始遍歷,遍歷到索引的節點而後返回元素,時間複雜度爲O(n),比ArrayList要慢。
(2)與ArrayList相比,在LinkedList中插入、添加和刪除一個元素會更快,由於在一個元素被插入到中間的時候,不會涉及改變數組的大小,或更新索引。
(3)LinkedList比ArrayList消耗更多的內存,由於LinkedList中的每一個節點存儲了先後節點的引用。
26.哪些集合類提供對元素的隨機訪問?
ArrayList、HashMap、TreeMap和HashTable類提供對元素的隨機訪問。
27.EnumSet是什麼?
java.util.EnumSet是使用枚舉類型的集合實現。當集合建立時,枚舉集合中的全部元素必須來自單個指定的枚舉類型,能夠是顯示的或隱示的。EnumSet是不一樣步的,不容許值爲null的元素。它也提供了一些有用的方法,好比copyOf(Collectionc)、of(E first,E…rest)和complementOf(EnumSet s)。
28.哪些集合類是線程安全的?
Vector、HashTable、Properties和Stack是同步類,因此它們是線程安全的,能夠在多線程環境下使用。Java1.5併發API包括一些集合類,容許迭代時修改,由於它們都工做在集合的克隆上,因此它們在多線程環境中是安全的。
29.併發集合類是什麼?
Java1.5併發包(java.util.concurrent)包含線程安全集合類,容許在迭代時修改集合。迭代器被設計爲fail-fast的,會拋出ConcurrentModificationException。一部分類爲:CopyOnWriteArrayList、ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArraySet。
30.BlockingQueue是什麼?
Java.util.concurrent.BlockingQueue是一個隊列,在進行檢索或移除一個元素的時候,它會等待隊列變爲非空;當在添加一個元素時,它會等待隊列中的可用空間。BlockingQueue接口是Java集合框架的一部分,主要用於實現生產者-消費者模式。咱們不須要擔憂等待生產者有可用的空間,或消費者有可用的對象,由於它都在BlockingQueue的實現類中被處理了。Java提供了集中BlockingQueue的實現,好比ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue,、SynchronousQueue等。
31.隊列和棧是什麼,列出它們的區別?
棧和隊列二者都被用來預存儲數據。java.util.Queue是一個接口,它的實現類在Java併發包中。隊列容許先進先出(FIFO)檢索元素,但並不是老是這樣。Deque接口容許從兩端檢索元素。
棧與隊列很類似,但它容許對元素進行後進先出(LIFO)進行檢索。
Stack是一個擴展自Vector的類,而Queue是一個接口。
32.Collections類是什麼?
Java.util.Collections是一個工具類僅包含靜態方法,它們操做或返回集合。它包含操做集合的多態算法,返回一個由指定集合支持的新集合和其它一些內容。這個類包含集合框架算法的方法,好比折半搜索、排序、混編和逆序等。
33.Comparable和Comparator接口是什麼?
若是咱們想使用Array或Collection的排序方法時,須要在自定義類裏實現Java提供Comparable接口。Comparable接口有compareTo(TOBJ)方法,它被排序方法所使用。咱們應該重寫這個方法,若是「this」對象比傳遞的對象參數更小、相等或更大時,它返回一個負整數、0或正整數。可是,在大多數實際狀況下,咱們想根據不一樣參數進行排序。好比,做爲一個CEO,我想對僱員基於薪資進行排序,一個HR想基於年齡對他們進行排序。這就是咱們須要使用Comparator接口的情景,由於Comparable.compareTo(Objecto)方法實現只能基於一個字段進行排序,咱們不能根據對象排序的須要選擇字段。Comparator接口的compare(Object o1, Objecto2)方法的實現須要傳遞兩個對象參數,若第一個參數比第二個小,返回負整數;若第一個等於第二個,返回0;若第一個比第二個大,返回正整數。
34.Comparable和Comparator接口有何區別?
Comparable和Comparator接口被用來對對象集合或者數組進行排序。Comparable接口被用來提供對象的天然排序,咱們可使用它來提供基於單個邏輯的排序。
Comparator接口被用來提供不一樣的排序算法,咱們能夠選擇須要使用的Comparator來對給定的對象集合進行排序。
35.咱們如何對一組對象進行排序?
若是咱們須要對一個對象數組進行排序,咱們可使用Arrays.sort()方法。若是咱們須要排序一個對象列表,咱們可使用Collection.sort()方法。兩個類都有用於天然排序(使用Comparable)或基於標準的排序(使用Comparator)的重載方法sort()。Collections內部使用數組排序方法,全部它們二者都有相同的性能,只是Collections須要花時間將列表轉換爲數組。
36.當一個集合被做爲參數傳遞給一個函數時,如何才能夠確保函數不能修改它?
在做爲參數傳遞以前,咱們可使用Collections.unmodifiableCollection(Collectionc)方法建立一個只讀集合,這將確保改變集合的任何操做都會拋出UnsupportedOperationException。
37.咱們如何從給定集合那裏建立一個synchronized的集合?
咱們可使用Collections.synchronizedCollection(Collectionc)根據指定集合來獲取一個synchronized(線程安全的)集合。
38.集合框架裏實現的通用算法有哪些?
Java集合框架提供經常使用的算法實現,好比排序和搜索。Collections類包含這些方法實現。大部分算法是操做List的,但一部分對全部類型的集合都是可用的。部分算法有排序、搜索、混編、最大最小值。
39.大寫的O是什麼?舉幾個例子?
大寫的O描述的是,就數據結構中的一系列元素而言,一個算法的性能。Collection類就是實際的數據結構,咱們一般基於時間、內存和性能,使用大寫的O來選擇集合實現。好比:例子1:ArrayList的get(indexi)是一個常量時間操做,它不依賴list中元素的數量。因此它的性能是O(1)。例子2:一個對於數組或列表的線性搜索的性能是O(n),由於咱們須要遍歷全部的元素來查找須要的元素。
40.與Java集合框架相關的有哪些最好的實踐?
(1)根據須要選擇正確的集合類型。好比,若是指定了大小,咱們會選用Array而非ArrayList。若是咱們想根據插入順序遍歷一個Map,咱們須要使用TreeMap。若是咱們不想重複,咱們應該使用Set。
(2)一些集合類容許指定初始容量,因此若是咱們可以估計到存儲元素的數量,咱們可使用它,就避免了從新哈希或大小調整。
(3)基於接口編程,而非基於實現編程,它容許咱們後來輕易地改變實現。
(4)老是使用類型安全的泛型,避免在運行時出現ClassCastException。
(5)使用JDK提供的不可變類做爲Map的key,能夠避免本身實現hashCode()和equals()。
(6)儘量使用Collections工具類,或者獲取只讀、同步或空的集合,而非編寫本身的實現。它將會提供代碼重用性,它有着更好的穩定性和可維護性。
來自 <http://www.importnew.com/15980.html>
排序一個對象的方法:
1.把對象放進List,經過collection.sort進行排序,但對象要實現compareable接口
2.把對象放在Set集合中,用TreeSet()實現類對集合直接排序
什麼是CopyOnWriteArrayList,它與ArrayList有何不一樣?
CopyOnWriteArrayList是ArrayList的一個線程安全的變體,其中全部可變操做(add、set等等)都是經過對底層數組進行一次新的複製來實現的。相比較於ArrayList它的寫操做要慢一些,由於它須要實例的快照。
CopyOnWriteArrayList中寫操做須要大面積複製數組,因此性能確定不好,可是讀操做由於操做的對象和寫操做不是同一個對象,讀之間也不須要加鎖,讀和寫之間的同步處理只是在寫完後經過一個簡單的"="將引用指向新的數組對象上來,這個幾乎不須要時間,這樣讀操做就很快很安全,適合在多線程裏使用,絕對不會發生ConcurrentModificationException,所以CopyOnWriteArrayList適合使用在讀操做遠遠大於寫操做的場景裏,好比緩存。
什麼是CopyOnWriteArrayList,它與ArrayList有何不一樣?
CopyOnWriteArrayList是ArrayList的一個線程安全的變體,其中全部可變操做(add、set等等)都是經過對底層數組進行一次新的複製來實現的。相比較於ArrayList它的寫操做要慢一些,由於它須要實例的快照。
CopyOnWriteArrayList中寫操做須要大面積複製數組,因此性能確定不好,可是讀操做由於操做的對象和寫操做不是同一個對象,讀之間也不須要加鎖,讀和寫之間的同步處理只是在寫完後經過一個簡單的"="將引用指向新的數組對象上來,這個幾乎不須要時間,這樣讀操做就很快很安全,適合在多線程裏使用,絕對不會發生ConcurrentModificationException,所以CopyOnWriteArrayList適合使用在讀操做遠遠大於寫操做的場景裏,好比緩存。
Vector類
Vector很是相似ArrayList,可是Vector是同步的。由Vector建立的Iterator,雖然和ArrayList建立的Iterator是同一接口,可是,由於Vector是同步的,當一個Iterator被建立並且正在被使用,另外一個線程改變了Vector的狀態(例如,添加或刪除了一些元素),這時調用Iterator的方法時將拋出ConcurrentModificationException,所以必須捕獲該異常。
Stack 類
Stack繼承自Vector,實現一個後進先出的堆棧。Stack提供5個額外的方法使得Vector得以被看成堆棧使用。基本的push和pop方法,還有peek方法獲得棧頂的元素,empty方法測試堆棧是否爲空,search方法檢測一個元素在堆棧中的位置。Stack剛建立後是空棧。