面試必備：30個Java集合面試問題及答案

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。

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：

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。

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。

經過使用JDK附帶的集合類，能夠下降代碼維護成本。

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。點擊這裏一文學會序列化。

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。點擊這裏一文學會序列化。

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.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）。

12.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。

13.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。

14.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。

15.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。

16.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。點擊這裏一文搞懂它們之間的關係。

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：

若是o1.equals(o2)，那麼o1.hashCode == o2.hashCode老是爲true的。

若是o1.hashCode == o2.hashCode，並不意味着o1.equals(o2)會爲true。

17.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> 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。

18.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。

19.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。

20.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。

21.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。

22.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。

23.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。

24.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。

25.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。

26.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。

27.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。

28.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。

29.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。

30.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。

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