Java面試集錦：集合思惟導圖與30道集合面試題

時間 2019-11-29

標籤 java 面試集錦集合思惟欄目 Java 简体版

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Java集合框架爲Java編程語言的基礎，也是Java面試中很重要的一個知識點。這裏，我列出了一些關於Java集合的重要問題和答案。java

1.Java集合框架是什麼？說出一些集合框架的優勢？

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。git

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。github

集合框架的部分優勢以下：面試

（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。編程

（3）經過使用JDK附帶的集合類，能夠下降代碼維護成本。設計模式

（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？

1.Java1.5引入了泛型，全部的集合接口和實現都大量地使用它。安全

2.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。微信

3.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.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。

5.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。

3.Java集合框架的基礎接口有哪些？

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。

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。

5.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。

6.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>更容易。

7.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。

8.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。

9.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。點擊這裏一文搞懂問什麼線程不安全。

10.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。

11.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。

12.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。

13.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。

14.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。

15.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。

16.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。

17.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，Iterator fail-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）。

18.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。Fall—fast迭代器拋出ConcurrentModificationException，fall—safe迭代器從不拋出ConcurrentModificationException。

19.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。

20.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。

21.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。

22.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。

23.有哪些關於 Java 集合框架的最佳實踐？

基於應用的需求來選擇使用正確類型的集合，這對性能來講是很是重要的。例如，若是元素的大小是固定的，而且知道優先級，咱們將會使用一個 Array ，而不是 ArrayList 。
一些集合類容許咱們指定他們的初始容量。所以，若是咱們知道存儲數據的大概數值，就能夠避免重散列或者大小的調整。
老是使用泛型來保證類型安全，可靠性和健壯性。同時，使用泛型還能夠避免運行時的 ClassCastException 異常。
在 Map 中使用 JDK 提供的不可變類做爲一個 key，這樣能夠避免 hashcode 的實現和咱們自定義類的 equals 方法。
應該依照接口而不是實現來編程。
返回零長度的集合或者數組，而不是返回一個 null ，這樣能夠防止底層集合是空的。

24. List 和 Set 區別？

List，Set 都是繼承自 Collection 接口。

List 特色：元素有放入順序，元素可重複。
Set 特色：元素無放入順序，元素不可重複，重複元素會覆蓋掉。

注意：元素雖然無放入順序，可是元素在 Set 中的位置是有該元素的 hashcode 決定的，其位置實際上是固定的。

另外 List 支持 for 循環，也就是經過下標來遍歷，也能夠用迭代器，可是 Set只能用迭代，由於他無序，沒法用下標來取得想要的值。

Set 和 List 對比：

Set：檢索元素效率高，刪除和插入效率低，插入和刪除不會引發元素位置改變。
List：和數組相似，List 能夠動態增加，查找元素效率低，插入刪除元素效率，由於可能會引發其餘元素位置改變。

25. HashSet 和 TreeSet 的區別？

HashSet 是用一個hash 表來實現的，所以，它的元素是無序的。添加，刪除和 HashSet 包括的方法的持續時間複雜度是O(1) 。 TreeSet 是用一個樹形結構實現的，所以，它是有序的。添加，刪除和 TreeSet 包含的方法的持續時間複雜度是 O(logn) 。

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，再將 HashMap 換爲 TreeMap 進行有序 key 的遍歷。

26. HashMap 和 ConcurrentHashMap 的區別？

ConcurrentHashMap 是線程安全的 HashMap 的實現。主要區別以下：

一、ConcurrentHashMap 對整個桶數組進行了分割分段(Segment)，而後在每個分段上都用 lock 鎖進行保護，相對於Hashtable 的 syn 關鍵字鎖的粒度更精細了一些，併發性能更好。而 HashMap 沒有鎖機制，不是線程安全的。JDK8 以後，ConcurrentHashMap 啓用了一種全新的方式實現,利用 CAS 算法。二、HashMap 的鍵值對容許有 null ，可是 ConCurrentHashMap 都不容許。

27. 什麼是迭代器(Iterator)？

迭代器是一種設計模式，它是一個對象，它能夠遍歷並選擇序列中的對象，而開發人員不須要了解該序列的底層結構。迭代器一般被稱爲「輕量級」對象，由於建立它的代價小。Java中的Iterator功能比較簡單，而且只能單向移動：對已集合類中的任何一個實現類，均可以返回這樣一個Iterator對象。跟循環差很少。

好處是能夠適合用於任何一個類，並且java也對它進行了優化，比直接用index訪問快一點。迭代器是一種模式，它可使得對於序列類型的數據結構的遍歷行爲與被遍歷的對象分離，迭代器至關於有個指針,每次調用hasNext()方法若是返回值是true,說明有下一個元素,再執行next()方法得到該元素的值.

在迭代器Iteartor接口中，有如下3個方法： 1.hasNext() 該方法英語判斷集合對象是否還有下一個元素，若是已是最後一個元素則返回false 2.next() 把迭代器的指向移到下一個位置，同時，該方法返回下一個元素的引用 3.remove() 從迭代器指向的Collection中移除迭代器返回的最後一個元素，該操做使用的比較少。

28. 什麼是Java優先級隊列(Priority Queue)？

PriorityQueue是一個基於優先級堆的無界有序隊列，它的元素是按照天然順序(natural order)排序的。在建立的時候，咱們能夠給它提供一個負責給元素排序的比較器。PriorityQueue不容許null值，由於他們沒有天然順序，或者說他們沒有任何的相關聯的比較器。最後，PriorityQueue不是線程安全的，入隊和出隊的時間複雜度是O(log(n))。

29.你瞭解大O符號(big-O notation)麼？你能給出不一樣數據結構的例子麼？

大O：描述了當數據結構裏面的元素增長的時候，算法的規模或者是性能在最壞的場景下有多麼好。大O符號也可用來描述其餘的行爲，好比：內存消耗。由於集合類其實是數據結構，咱們通常使用大O符號基於時間，內存和性能來選擇最好的實現。大O符號能夠對大量數據的性能給出一個很好的說明。

30.如何權衡是使用無序的數組仍是有序的數組？

有序數組最大的好處在於查找的時間複雜度是O(log n)，而無序數組是O(n)。有序數組的缺點是插入操做的時間複雜度是O(n)，由於值大的元素須要日後移動來給新元素騰位置。相反，無序數組的插入時間複雜度是常量O(1)。因此，查找操做多的時候，使用有序；增刪操做多的使用無序的便可。

文末

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