40個JAVA問題

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。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：

（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。

（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。

（3）經過使用JDK附帶的集合類，能夠下降代碼維護成本。

（4）複用性和可操做性。

2.集合框架中的泛型有什麼優勢？

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。

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？

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，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）。

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Key 

hashCode()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32，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.

//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）Set 

keyset()：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）Collection 

values()：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(Collection c)、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(T 

OBJ)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(Object 

o)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, 

Object 

o2)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(Collection c)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(Collection c)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(index 

i)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。