java面試1、1.2集合

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1.2常見集合

• List、Set、Map的區別以及選用

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List和Set都繼承與Collection接口；
List：1.能夠容許重複的對象。
　　 2.能夠插入多個null元素。
3.是一個有序容器，保持了每一個元素的插入順序，輸出的順序就是插入的順序。
4.經常使用的實現類有 ArrayList、LinkedList 和 Vector。ArrayList 最爲流行，它提供了使用索引的隨意訪問，而 LinkedList 則對於常常須要從 List 中添加或刪除元素的場合更爲合適。
Set：1.不容許重複對象
　　 2. 無序容器，你沒法保證每一個元素的存儲順序，TreeSet經過 Comparator 或者 Comparable 維護了一個排序順序。
3. 只容許一個 null 元素
4.Set 接口最流行的幾個實現類是 HashSet、LinkedHashSet 以及 TreeSet。最流行的是基於 HashMap 實現的 HashSet；TreeSet 還實現了 SortedSet 接口，所以 TreeSet 是一個根據其 compare() 和
compareTo() 的定義進行排序的有序容器。

Map：
1.Map不是collection的子接口或者實現類。Map是一個接口。
2.Map 的 每一個 Entry 都持有兩個對象，也就是一個鍵一個值，Map 可能會持有相同的值對象但鍵對象必須是惟一的。

1. TreeMap 也經過 Comparator 或者 Comparable 維護了一個排序順序。
2. Map 裏你能夠擁有隨意個 null 值但最多隻能有一個 null 鍵。
   5.Map 接口最流行的幾個實現類是 HashMap、LinkedHashMap、Hashtable 和 TreeMap。（HashMap、TreeMap最經常使用）

• Set和hashCode以及equals方法的聯繫

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set保證裏面元素的惟一性實際上是靠兩個方法，一是equals()和hashCode()方法；
set在存入數據使用了hashCode()，先進行取hashcode，在將獲得的值插入到指定算出來的地址上，若是下次有相同值對應這個地址，則使用equals()比較，相同則過濾，不一樣則經過解決衝突算法，將該值存入起來。

• Arraylist 與 LinkedList 區別

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LinkedeList和ArrayList都實現了List接口，可是它們的工做原理卻不同。ArrayList是實現了基於動態數組的數據結構，LinkedList基於鏈表的數據結構。 （LinkedList是雙向鏈表，有next也有previous）
區別：
1) 由於Array是基於索引(index)的數據結構，它使用索引在數組中搜索和讀取數據是很快的。Array獲取數據的時間複雜度是O(1),可是要刪除數據倒是開銷很大的，由於這須要重排數組中的全部數據。
2) 相對於ArrayList，LinkedList插入是更快的。由於LinkedList不像ArrayList同樣，不須要改變數組的大小，也不須要在數組裝滿的時候要將全部的數據從新裝入一個新的數組，這是ArrayList最壞的一種狀況，時間複雜度是O(n)，而LinkedList中插入或刪除的時間複雜度僅爲O(1)。ArrayList在插入數據時還須要更新索引（除了插入數組的尾部）。
3) 相似於插入數據，刪除數據時，LinkedList也優於ArrayList。

• ArrayList 與 Vector 區別

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首先看這兩類都實現List接口，而List接口一共有三個實現類，分別是ArrayList、Vector和LinkedList。List用於存放多個元素，可以維護元素的次序，而且容許元素的重複。相關區別以下：

一、Vector與ArrayList同樣，都是經過數組實現的，不一樣的是它支持線程的同步，即某一時刻只有一個線程可以寫Vector，避免多線程同時寫而引發的不一致性，但實現同步須要很高的花費，所以，訪問它比訪問ArrayList慢。
二、ArrayList在內存不夠時默認是擴展50% + 1個，Vector是默認擴展1倍。

• HashMap、ConcurrentHashMap、HashTable的區別

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引入ConcurrentHashMap是爲了在同步集合HashTable之間有更好的選擇，HashTable與HashMap、ConcurrentHashMap主要的區別在於HashMap不是同步的、線程不安全的和不適合應用於多線程併發環境下，而ConcurrentHashMap是線程安全的集合容器，特別是在多線程和併發環境中，一般做爲Map的主要實現。

一、第一個重要的區別就是ConcurrentHashMap是線程安全的和在併發環境下不須要加額外的同步。雖然它不像Hashtable那樣須要一樣的同步等級(全表鎖)，但也有不少實際的用途。
二、你可使用Collections.synchronizedMap(HashMap)來包裝HashMap做爲同步容器，這時它的做用幾乎與Hashtable同樣,當每次對Map作修改操做的時候都會鎖住這個Map對象，而ConcurrentHashMap會基於併發的等級來劃分整個Map來達到線程安全，它只會鎖操做的那一段數據而不是整個Map都上鎖。
三、ConcurrentHashMap有很好的擴展性，在多線程環境下性能方面比作了同步的HashMap要好，可是在單線程環境下，HashMap會比ConcurrentHashMap好一點。

總結一下以上二者的區別，它們在線程安全、擴展性、同步之間的區別。若是是用於緩存的話，ConcurrentHashMap是一個更好的選擇，在Java應用中會常常用到。

四、Hashtable是jdk1的一個遺棄的類，它把全部方法都加上synchronized關鍵字來實現線程安全。全部的方法都同步這樣形成多個線程訪問效率特別低。Synchronized Map與HashTable差異不大，也是在併發中做相似的操做，二者的惟一區別就是Synchronized Map沒被遺棄，它能夠經過使用Collections.synchronizedMap()來包裝Map做爲同步容器使用。

• HashMap 的工做原理及代碼實現，何時用到紅黑樹

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HashMap工做原理及何時用到的紅黑樹：
在jdk 1.7中，HashMap採用位桶+鏈表實現，即便用鏈表處理衝突，同一hash值的鏈表都存儲在一個鏈表裏。可是當位於一個桶中的元素較多，即hash值相等的元素較多時，經過key值依次查找的效率較低。
在jdk 1.8中，HashMap採用位桶+鏈表+紅黑樹實現，當鏈表長度超過閾值（8）時，將鏈表轉換爲紅黑樹，這樣大大減小了查找時間。

原理：
數組中的每個元素所在的位置至關於一個位桶，添加元素的時候，首先計算元素key的hash值，肯定插入數組中的位置（也就是哪一個桶中），若是存在相同的hash值，則放在同一個桶中（元素位置）造成鏈表，當鏈表長度超過閾值（8）時，將鏈表轉換爲紅黑樹；

內部結構：
一、HashMap 底層是基於數組和鏈表實現的，如圖所示，其中兩個重要的參數：容量和負載因子；容量的默認大小是 16，負載因子是 0.75，當 HashMap 的 size > 16*0.75 時就會發生擴容(容量和負載因子均可以自由調整)。
二、內部包含了一個Node類型的數組 table（Entry<K,V>[] table爲jdk 1.7中）。
三、Node存儲着鍵值對。它包含了四個字段，從 next 字段咱們能夠看出Node是一個鏈表。即數組中的每一個位置被當成一個桶，一個桶存放一個鏈表。HashMap 使用拉鍊法來解決衝突，同一個鏈表中存放哈希值相同的Node；

拉鍊法的工做原理(解決hash衝突)：
新建一個 HashMap，默認大小爲 16；
插入 <K1,V1> 鍵值對，先計算 K1 的 hashCode 爲 115，使用除留餘數法獲得所在的桶下標 115%16=3。
插入 <K2,V2> 鍵值對，先計算 K2 的 hashCode 爲 118，使用除留餘數法獲得所在的桶下標 118%16=6。
插入 <K3,V3> 鍵值對，先計算 K3 的 hashCode 爲 118，使用除留餘數法獲得所在的桶下標 118%16=6，插在 <K2,V2> 前面。
應該注意到鏈表的插入是以頭插法方式進行的，例如上面的 <K3,V3> 不是插在 <K2,V2> 後面，而是插入在鏈表頭部；

查找須要分紅兩步進行：
一、計算鍵值對所在的桶；
二、在鏈表上順序查找，時間複雜度顯然和鏈表的長度成正比；
HashMap 容許插入鍵爲 null 的鍵值對。可是由於沒法調用 null 的 hashCode() 方法，也就沒法肯定該鍵值對的桶下標，只能經過強制指定一個桶下標來存放。HashMap 使用第 0 個桶存放鍵爲 null 的鍵值對。

• 多線程狀況下HashMap死循環的問題

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若是擴容前相鄰的兩個Entry在擴容後仍是分配到相同的table位置上，就會出現死循環的BUG。在複雜的生產環境中，這種狀況儘管不常見，可是可能會碰到。

• HashMap出現Hash DOS攻擊的問題

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• ConcurrentHashMap 的工做原理及代碼實現，如何統計全部的元素個數

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• 看過那些Java集合類的源碼

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• 手寫簡單的HashMap