超详细的Java面试题总结（三）之Java集合篇常见问题

时间：2021-11-27 23:44:32

List，Set,Map三者的区别及总结

  • List：对付顺序的好帮手

    List接口存储一组不唯一（可以有多个元素引用相同的对象），有序的对象

  • Set:注重独一无二的性质

    不允许重复的集合。不会有多个元素引用相同的对象。

  • Map:用Key来搜索的专家

    使用键值对存储。Map会维护与Key有关联的值。两个Key可以引用相同的对象，但Key不能重复，典型的Key是String类型，但也可以是任何对象。

Arraylist 与 LinkedList 区别

Arraylist底层使用的是数组（存读数据效率高，插入删除特定位置效率低），LinkedList底层使用的是双向循环链表数据结构（插入，删除效率特别高）。学过数据结构这门课后我们就知道采用链表存储，插入，删除元素时间复杂度不受元素位置的影响，都是近似O（1）而数组为近似O（n），因此当数据特别多，而且经常需要插入删除元素时建议选用LinkedList.一般程序只用Arraylist就够用了，因为一般数据量都不会蛮大，Arraylist是使用最多的集合类。

ArrayList 与 Vector 区别（为什么要用Arraylist取代Vector呢？）

Vector类的所有方法都是同步的。可以由两个线程安全地访问一个Vector对象、但是一个线程访问Vector ，代码要在同步操作上耗费大量的时间。Arraylist不是同步的，所以在不需要同步时建议使用Arraylist。

HashMap 和 Hashtable 的区别

  1. HashMap是非线程安全的，HashTable是线程安全的；HashTable内部的方法基本都经过synchronized修饰。

  2. 因为线程安全的问题，HashMap要比HashTable效率高一点，HashTable基本被淘汰。

  3. HashMap允许有null值的存在，而在HashTable中put进的键值只要有一个null，直接抛出NullPointerException。

Hashtable和HashMap有几个主要的不同：线程安全以及速度。仅在你需要完全的线程安全的时候使用Hashtable，而如果你使用Java5或以上的话，请使用ConcurrentHashMap吧

HashSet 和 HashMap 区别

超详细的Java面试题总结（三）之Java集合篇常见问题

HashMap 和 ConcurrentHashMap 的区别

  1. ConcurrentHashMap对整个桶数组进行了分割分段(Segment)，然后在每一个分段上都用lock锁进行保护，相对于HashTable的syn关键字锁的粒度更精细了一些，并发性能更好，而HashMap没有锁机制，不是线程安全的。（JDK1.8之后ConcurrentHashMap启用了一种全新的方式实现,利用CAS算法。）
  2. HashMap的键值对允许有null，但是ConCurrentHashMap都不允许。

HashSet如何检查重复

当你把对象加入HashSet时，HashSet会先计算对象的hashcode值来判断对象加入的位置，同时也会与其他加入的对象的hashcode值作比较，如果没有相符的hashcode，HashSet会假设对象没有重复出现。但是如果发现有相同hashcode值的对象，这时会调用equals（）方法来检查hashcode相等的对象是否真的相同。如果两者相同，HashSet就不会让加入操作成功。（摘自我的Java启蒙书《Head fist java》第二版）

hashCode（）与equals（）的相关规定：

  1. 如果两个对象相等，则hashcode一定也是相同的
  2. 两个对象相等,对两个equals方法返回true
  3. 两个对象有相同的hashcode值，它们也不一定是相等的
  4. 综上，equals方法被覆盖过，则hashCode方法也必须被覆盖
  5. hashCode()的默认行为是对堆上的对象产生独特值。如果没有重写hashCode()，则该class的两个对象无论如何都不会相等（即使这两个对象指向相同的数据）。

==与equals的区别

  1. ==是判断两个变量或实例是不是指向同一个内存空间 equals是判断两个变量或实例所指向的内存空间的值是不是相同
  2. ==是指对内存地址进行比较 equals()是对字符串的内容进行比较3.==指引用是否相同 equals()指的是值是否相同

comparable 和 comparator的区别？

  • comparable接口实际上是出自java.lang包 它有一个 compareTo(Object obj)方法用来排序
  • comparator接口实际上是出自 java.util 包它有一个compare(Object obj1, Object obj2)方法用来排序

一般我们需要对一个集合使用自定义排序时，我们就要重写compareTo方法或compare方法，当我们需要对某一个集合实现两种排序方式，比如一个song对象中的歌名和歌手名分别采用一种排序方法的话，我们可以重写compareTo方法和使用自制的Comparator方法或者以两个Comparator来实现歌名排序和歌星名排序，第二种代表我们只能使用两个参数版的Collections.sort().

Comparator定制排序

import java.util.ArrayList;

import java.util.Collections;

import java.util.Comparator;

/**

 * TODO Collections类方法测试之排序

 * @author 寇爽

 * @date 2017年11月20日

 * @version 1.8

 */

public class CollectionsSort {

	public static void main(String[] args) {

		ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();

		arrayList.add(-1);

		arrayList.add(3);

		arrayList.add(3);

		arrayList.add(-5);

		arrayList.add(7);

		arrayList.add(4);

		arrayList.add(-9);

		arrayList.add(-7);

		System.out.println("原始数组:");

		System.out.println(arrayList);

		// void reverse(List list)：反转

		Collections.reverse(arrayList);

		System.out.println("Collections.reverse(arrayList):");

		System.out.println(arrayList);

/*

		 * void rotate(List list, int distance),旋转。

		 * 当distance为正数时，将list后distance个元素整体移到前面。当distance为负数时，将

		 * list的前distance个元素整体移到后面。

		Collections.rotate(arrayList, 4);

		System.out.println("Collections.rotate(arrayList, 4):");

		System.out.println(arrayList);*/

		// void sort(List list),按自然排序的升序排序

		Collections.sort(arrayList);

		System.out.println("Collections.sort(arrayList):");

		System.out.println(arrayList);

		// void shuffle(List list),随机排序

		Collections.shuffle(arrayList);

		System.out.println("Collections.shuffle(arrayList):");

		System.out.println(arrayList);

		// 定制排序的用法

		Collections.sort(arrayList, new Comparator<Integer>() {

			@Override

			public int compare(Integer o1, Integer o2) {

				return o2.compareTo(o1);

			}

		});

		System.out.println("定制排序后：");

		System.out.println(arrayList);

	}

}

重写compareTo方法实现按年龄来排序

package map;

import java.util.Set;

import java.util.TreeMap;

public class TreeMap2 {

	public static void main(String[] args) {

		// TODO Auto-generated method stub

		TreeMap<Person, String> pdata = new TreeMap<Person, String>();

		pdata.put(new Person("张三", 30), "zhangsan");

		pdata.put(new Person("李四", 20), "lisi");

		pdata.put(new Person("王五", 10), "wangwu");

		pdata.put(new Person("小红", 5), "xiaohong");

		// 得到key的值的同时得到key所对应的值

		Set<Person> keys = pdata.keySet();

		for (Person key : keys) {

			System.out.println(key.getAge() + "-" + key.getName());

		}

	}

}

// person对象没有实现Comparable接口，所以必须实现，这样才不会出错，才可以使treemap中的数据按顺序排列

// 前面一个例子的String类已经默认实现了Comparable接口，详细可以查看String类的API文档，另外其他

// 像Integer类等都已经实现了Comparable接口，所以不需要另外实现了

class Person implements Comparable<Person> {

	private String name;

	private int age;

	public Person(String name, int age) {

		super();

		this.name = name;

		this.age = age;

	}

	public String getName() {

		return name;

	}

	public void setName(String name) {

		this.name = name;

	}

	public int getAge() {

		return age;

	}

	public void setAge(int age) {

		this.age = age;

	}

	/**

	 * TODO重写compareTo方法实现按年龄来排序

	 */

	@Override

	public int compareTo(Person o) {

		// TODO Auto-generated method stub

		if (this.age > o.getAge()) {

			return 1;

		} else if (this.age < o.getAge()) {

			return -1;

		}

		return age;

	}

}

如何对Object的list排序？

  • 对objects数组进行排序，我们可以用Arrays.sort()方法
  • 对objects的集合进行排序，需要使用Collections.sort()方法

如何实现数组与List的相互转换？

List转数组：toArray(arraylist.size()方法；数组转List:Arrays的asList(a)方法

List<String> arrayList = new ArrayList<String>();

		arrayList.add("s");

		arrayList.add("e");

		arrayList.add("n");

		/**

		 * ArrayList转数组

		 */

		int size=arrayList.size();

		String[] a = arrayList.toArray(new String[size]);

		//输出第二个元素

		System.out.println(a[1]);//结果：e

		//输出整个数组

		System.out.println(Arrays.toString(a));//结果：[s, e, n]

		/**

		 * 数组转list

		 */

		List<String> list=Arrays.asList(a);

		/**

		 * list转Arraylist

		 */

		List<String> arrayList2 = new ArrayList<String>();

		arrayList2.addAll(list);

		System.out.println(list);

如何求ArrayList集合的交集 并集 差集 去重复并集

需要用到List接口中定义的几个方法：

  • addAll(Collection<? extends E> c) :按指定集合的Iterator返回的顺序将指定集合中的所有元素追加到此列表的末尾 实例代码：
  • retainAll(Collection<?> c): 仅保留此列表中包含在指定集合中的元素。
  • removeAll(Collection<?> c) :从此列表中删除指定集合中包含的所有元素。
package list;

import java.util.ArrayList;

import java.util.List;

/**

 *TODO 两个集合之间求交集 并集 差集 去重复并集

 * @author 寇爽

 * @date 2017年11月21日

 * @version 1.8

 */

public class MethodDemo {

	public static void main(String[] args) {

		// TODO Auto-generated method stub

		List<Integer> list1 = new ArrayList<Integer>();

		list1.add(1);

		list1.add(2);

		list1.add(3);

		list1.add(4);

		List<Integer> list2 = new ArrayList<Integer>();

		list2.add(2);

		list2.add(3);

		list2.add(4);

		list2.add(5);

		// 并集

		// list1.addAll(list2);

		// 交集

		//list1.retainAll(list2);

		// 差集

		// list1.removeAll(list2);

		// 无重复并集

		list2.removeAll(list1);

		list1.addAll(list2);

		for (Integer i : list1) {

			System.out.println(i);

		}

	}

}

HashMap 的工作原理及代码实现

集合框架源码学习之HashMap(JDK1.8)

ConcurrentHashMap 的工作原理及代码实现

ConcurrentHashMap实现原理及源码分析

集合框架底层数据结构总结

- Collection

1. List

  • Arraylist：数组（查询快,增删慢 线程不安全,效率高 ）
  • Vector：数组（查询快,增删慢 线程安全,效率低 ）
  • LinkedList：链表（查询慢,增删快 线程不安全,效率高 ）

2. Set

  • HashSet（无序，唯一）:哈希表或者叫散列集(hash table)
  • LinkedHashSet：链表和哈希表组成 。 由链表保证元素的排序 ， 由哈希表证元素的唯一性
  • TreeSet（有序，唯一）：红黑树(自平衡的排序二叉树。)

- Map

  • HashMap：基于哈希表的Map接口实现（哈希表对键进行散列，Map结构即映射表存放键值对）
  • LinkedHashMap:HashMap 的基础上加上了链表数据结构
  • HashTable:哈希表
  • TreeMap:红黑树（自平衡的排序二叉树）

集合的选用

主要根据集合的特点来选用，比如我们需要根据键值获取到元素值时就选用Map接口下的集合，需要排序时选择TreeMap,不需要排序时就选择HashMap,需要保证线程安全就选用ConcurrentHashMap.当我们只需要存放元素值时，就选择实现Collection接口的集合，需要保证元素唯一时选择实现Set接口的集合比如TreeSet或HashSet，不需要就选择实现List接口的比如ArrayList或LinkedList，然后再根据实现这些接口的集合的特点来选用。

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