Java開發工程師最新面試題庫系列——集合部分(附答案)

集合

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1. 說說常見的集合有哪些？

   答：主要分List、Set、Map、Queue四類，其中包含ArrayList、LinkedList、HashSet、TreeSet、HashMap

2. Comparable和Comparator接口的區別？

   答：其二者的目的都是讓對象可比。第一種將須要比較的類可實現Comparable並重寫comparaTo方法制定比較規制，如此讓類自己具有可比性，無需依賴其餘第三方類。第二種爲須要比較的類再定義一個比較類，該類須要基礎Comparator接口實現compara方法傳入倆個須要對象的進行比較，該方法須要依賴第三方類。

3. 集合使用泛型有什麼優勢？

   答：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。

4. List、Set、Map之間的區別是什麼？

   答：

   特性不一樣

   • List 有序可重複
   • Set 無序不可重複
   • Map KV形式存儲，無序Key不可重複

5. 爲何Map接口不繼承Collection接口？

   答：Map提供的是鍵值對映射（即Key和value的映射），而collection提供的是一組數據（並非鍵值對映射）。若是map繼承了collection接口，那麼全部實現了map接口的類究竟是用map的鍵值對映射數據仍是用collection的一組數據呢（就咱們日常所用的hashMap、hashTable、treeMap等都是鍵值對，因此它繼承collection徹底沒意義），並且map若是繼承了collection接口的話還違反了面向對象的接口分離原則。

6. 經常使用的線程安全的Map有哪些？

   答：HashTable，ConcurrentHashMap

7. HashMap和Hashtable有什麼區別？

   答：

   • HashMap的Key和Value均可覺得Null，而HashTable的Key和Value都不能
   • HashMap的線程不安全效率高，HashTable的線程安全效率低
   • HashMap繼承的是AbstractMap，HashTable繼承的是Dictionary接口

8. HashMap和TreeMap怎麼選？

   答：存放的數據須要排序選擇TreeMap，不須要排序選擇HashMap,並且能夠根據HashMap空間的使用，對初始容量和負載因子進行調優。

9. HashMap的數據結構是什麼？

   答：數組+鏈表/紅黑樹，通常稱爲「鏈表散列」

10. HashMap在JDK 8中有哪些改變？

    答：JDK8以前HashMap採用的數據結構爲數組+鏈表，JDK8以後HashMap採用數組+鏈表/紅黑樹。增長紅黑樹來優化鏈表過長時帶來的查詢性能消耗；

    發生Hash衝突時

    JDK7:插入鏈表的頭部，頭插法
    JDK8:插入鏈表的尾部，尾插法

11. HashMap是怎麼解決Hash衝突的？

    答：

    1. 開放地址法：將散列算法算出來的hash經過位移操做符向後位移，使存放地址向後移位，若是還在衝突就繼續移位
    2. 拉鍊發：在相同的散列位置處生產一個鏈表，鏈在衝突位置的後面
    3. 在Hash：從新計算Hash
    4. 創建公共溢出區

12. HashMap是怎麼擴容的？

    答：當存儲的數據量達到總容量的負載因子大小(默認0.75)時開始擴容。擴容會建立當前數組大小的兩倍，再將原來的數據從新進行hash計算存儲位置，因而可知HashMap擴容對性能的消耗比較嚴重

13. HashMap如何實現同步？

    答：

    • Collections.synchronizedMap(HashMap對象)將HashMap轉變爲線程安全的
    • HashMap進行寫操做的步驟寫在synchronized同步代碼塊中
    • 用lock
      lock.lock();
Value = map.get(key);
lock.unlock();

14. ConcurrentHashMap的數據結構是什麼？

    答：CurrentHashMap的結構是Segment數組的意義就是將一個大的table分割成多個小的table來進行加鎖，也就是上面的提到的鎖分離技術，而每個Segment元素存儲的是HashEntry數組+鏈表，這個和HashMap的數據存儲結構同樣。

15. ArrayList是線程安全的嗎？

    答：線程不安全

16. 經常使用線程安全的List集合有哪些？

    答：Vector、以及經過java.util.Collections.SynchronizedList將任何List轉換爲線程安全、CopyOnWriteArrayList複製寫入，添加元素時先加鎖而且複製一份原來的List再添加元素，最後釋放鎖。

17. 循環刪除List集合可能會發生什麼異常？

    答：會致使數組元素位移，形成元素誤刪。解決辦法是倒着刪除或者使用迭代器遍歷時刪除

18. ArrayList和LinkedList有什麼區別？

    答：數據結構不一樣，ArrayList底層採用數組，查詢快增長或刪除慢(涉及到數據元素位移)。LinkedList底層採用鏈表結構，查詢慢，增長刪除快

19. ArrayList和Vector有什麼區別？

    答：ArrayList線程不安全效率高，Vector線程安全效率低

20. 什麼是CopyOnWriteArrayList？

    答：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，

21. 什麼是fail-safe？

    答：當咱們對集合結構上作出改變的時候，fail-fast機制就會拋出異常。可是，對於採用fail-safe機制來講，就不會拋出異常

    這是由於，當集合的結構被改變的時候，fail-safe機制會在複製原集合的一份數據出來，而後在複製的那份數據遍歷。

22. 什麼是fail-fast？

    答：fail-fast的字面意思是「快速失敗」。當咱們在遍歷集合元素的時候，常常會使用迭代器，但在迭代器遍歷元素的過程當中，若是集合的結構被改變的話，就會拋出異常，防止繼續遍歷。這就是所謂的快速失敗機制。fail-fast,即快速失敗機制，它是java集合中的一種錯誤檢測機制，當多個線程（單個線程也是能夠滴）,在結構上對集合進行改變時，就有可能會產生fail-fast機制。

23. fail-fast和fail-safe有什麼區別？

    答：

    fail-safe機制

    fail-safe任何對集合結構的修改都會在一個複製的集合上進行修改，所以不會拋出ConcurrentModificationException

    fail-safe機制有兩個問題

    （1）須要複製集合，產生大量的無效對象，開銷大

    （2）沒法保證讀取的數據是目前原始數據結構中的數據。

    fail-fast機制

    fail-fast機制在遍歷一個集合時，當集合結構被修改，會拋出Concurrent Modification Exception。

    fail-fast會在如下兩種狀況下拋出ConcurrentModificationException

    （1）單線程環境

    集合被建立後，在遍歷它的過程當中修改告終構。

    注意 remove()方法會讓expectModcount和modcount 相等，因此是不會拋出這個異常。

    （2）多線程環境

    當一個線程在遍歷這個集合，而另外一個線程對這個集合的結構進行了修改。

24. HashSet的底層實現原理是什麼？

    答：HashSet底層依賴與HashMap進行數據存儲，HashSet的元素就是HashMap中的Key，而Value則爲Null

25. 怎麼確保一個集合不能被修改？

    答：兩種實現方式，Collections. unmodifiableCollection(Collection c) 方法建立的集合（

    最終會返回一個由Collections.UnmodifiableCollection類，該類對全部的寫操做都進行了重寫覆蓋，使其拋出UnsupportedOperationException異常），和使用Arrays.asList建立的集合（返回了一個Arrays的靜態內部類ArrayList，原理與Collections.UnmodifiableCollection差很少）。