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面试专题|Java容器篇

面试专题|Java容器篇

作者: 封心_SH | 来源:发表于2019-10-20 17:50 被阅读0次

    01.两大主要接口

    Java容器类中两大主要接口是collection和map,其中list,set,queue均扩展了collection接口,而map则没有。

    02.collection和collections的区别

    collection是一个接口,用来存储一组对象(元素),有些collection允许有重复的元素,有的则不允许;有些collection是有序的,有的则是无序。它是set、list等常用接口的父接口。

    collections是一个工具类,它提供了一些静态方法来操作collection,如对集合排序、返回最大值最小值等,主要用来服务collection接口。

    03.set,list,map的特性以及主要实现类

    map:存储键值对(key-value),即将键映射到值,键不允许重复,每个键只能映射一个值。主要实现类有hashmap,hashtable。

    set:不允许有重复元素,无序,类似于数学上的集合,可用于去重。主要实现类有hashset,treeset,linkedhashset。

    list:允许有重复元素,有序。主要实现类有arraylist,linkedlist,vector。

    04.hashmap的实现原理

    实现了map接口,使用put(key,value)存储键值对对象,使用get(key)获取对象。其底层数据结构是哈希表,即数组加链表,简单理解就是数组中的每个单元(桶)存储的是一张链表。

    当调用put(key,value)存储元素时,会对键调用hashcode()来返回键的hashcode,再进行相应运算找到该元素的存储位置,如果存储位置已经被占,那么说明这两个元素的键的hashcode值相同,即发生了“哈希碰撞”。

    解决哈希碰撞的方法之一是拉链法:此时两个键的hashcode相同,于是调用equals()来比较这两个键是否相同(两个对象相同,则它们的hashcode一定相同,hashcode相同,这两个对象不一定相同),若结果是false,即键不相同,则新元素会存放在旧元素的后面,形成链表,如上图的obj1,obj2;若结果为true,那么旧元素被新元素替换(新元素的value会覆盖旧元素的value,但key不覆盖)。

    由于hashmap允许值为null,所以不能使用get(key)来判断hashmap中是否存在某个键,因为get(key)返回值为null,不能判定是对应的value为null,还是集合本身就没有这个键值对。

    hashmap中如果key是自定义的类时,则必须重写hashcode()和equals(),避免出现equals()返回true而hashcode不相同的情况。

    在使用hashmap时还会有两个参数:初始容量和加载因子。初始容量在创建hashmap时生成,默认是16,加载因子默认是0.75,当hashmap中元素数量达到当前容量的0.75时,hashmap会进行扩容(rehash),容量大约扩大一倍。

    另外,当链表长度过长(>=8)时,哈希表会转换成红黑树,以此来降低查找时间(红黑树平均查找时间为O(logn),对链表查找时,只能从头结点开始遍历,时间为O(n)),当长度较小(<=6)时,红黑树又会转换成链表,不使用7是避免红黑树和链表不停地相互转换,增加开销。

    05.hashmap与hashtable的区别

    hashmap非线程安全,hashtable线程安全。这意味着多个线程可以对hashtable并发,而如果没有正确的同步的话,hashmap不可以进行线程并发。也因为这个原因,hashmap一般比hashtable快。

    hashmap可以接受为null的键和值,hashtable不行。

    hashmap的迭代器是快速失败的,而hashtable不是。通常情况下,如果有其它线程改变了hashmap的结构(增加、删除元素等),会抛出异常,但是使用迭代器本身的remove()则不会抛出异常。

    在没有特殊理由的情况下,建议使用hashmap。

    06.set的主要实现类及区别

    hashset:基于哈希表,无序,性能最好。

    treeset:基于红黑树,按照元素值大小顺序排序,比hashset慢。

    linkedhashset:通过链表以哈希表的形式实现,以元素插入集合的顺序排序。

    以hashset为例简单解释一下为什么set不允许元素重复:查看源码发现,hashset的构造方法中调用了hashmap的构造方法,且将对象存储在hashmap的key中,由于hashmap的key不允许重复,故hashset元素不允许重复。

    07.list的主要实现类及区别

    arraylist:基于数组,大小可动态变化,能利用get(),set()直接进行访问。

    linkedlist:基于双向链表,因此在插入删除元素时性能比arraylist好,但在查询方面表现较差。

    vector:与数组一样,可以通过索引访问元素,且容量大小可动态变化,线程安全。

    08.线程安全的集合有哪些

    vector:是list的实现类,与数组一样,可以通过索引访问元素,且容量大小可动态变化。

    stack:是vector的子类,先进后出。

    hashtable:已逐渐被hashmap替代。

    09.遍历集合的方式有哪些

    for循环遍历;

    迭代器iterator遍历;

    foreach增强for循环遍历;

    enumeration迭代器遍历(基本已被iterator取代)

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