Java集合总结【面试题+脑图】,将知识点一网打尽!

前言

声明,本文用的是jdk1.8

花了一个星期,把Java容器核心的知识过了一遍,感觉集合已经无所畏惧了!!(哈哈哈….),现在来总结一下吧~~

回顾目录:

Java容器可分为两大类:

  • Collection
    • List
      • ArrayList
      • LinkedList
      • Vector(了解,已过时)
    • Set
      • TreeSet
      • HashSet
        • LinkedHashSet
  • Map
    • HashMap
      • LinkedHashMap
    • TreeMap
    • ConcurrentHashMap
    • Hashtable(了解,,已过时)

着重标出的那些就是我们用得最多的容器。

其实,我也不知道要怎么总结好,因为之前写每一篇的时候都总结过了。现在又把他们重新罗列出来好像有点水,所以,我决定去回答一些Java容器的面试题!

当然了,我的答案未必就是正确的。如果有错误的地方大家多多包含,希望不吝在评论区留言指正~~

一、ArrayList和Vector的区别

共同点:

  • 这两个类都实现了List接口,它们都是有序的集合(存储有序),底层是数组。我们可以按位置索引号取出某个元素,允许元素重复和为null

区别:

  • 同步性:
    • ArrayList是非同步的
    • Vector是同步的
    • 即便需要同步的时候,我们可以使用Collections工具类来构建出同步的ArrayList而不用Vector
  • 扩容大小:
    • Vector增长原来的一倍,ArrayList增长原来的0.5倍

二、HashMap和Hashtable的区别

共同点:

  • 从存储结构和实现来讲基本上都是相同的,都是实现Map接口~

区别:

  • 同步性:
  • 是否允许为null:
    • HashMap允许为null
    • Hashtable不允许为null
  • contains方法
    • 这知识点是在牛客网刷到的,没想到这种题还会有(我不太喜欢)….
    • Hashtable有contains方法
    • HashMap把Hashtable的contains方法去掉了,改成了containsValue和containsKey
  • 继承不同:
    • HashMap extends AbstractMap
    • public class Hashtable extends Dictionary

三、List和Map的区别

共同点:

  • 都是Java常用的容器,都是接口(ps:写出来感觉好像和没写一样…..)

不同点:

  • 存储结构不同
    • List是存储单列的集合
    • Map存储的是key-value键值对的集合
  • 元素是否可重复
    • List允许元素重复
    • Map不允许key重复
  • 是否有序
    • List集合是有序的(存储有序)
    • Map集合是无序的(存储无序)

四、Set里的元素是不能重复的,那么用什么方法来区分重复与否呢? 是用==还是equals()?

我们知道Set集合实际大都使用的是Map集合的put方法来添加元素

以HashSet为例,HashSet里的元素不能重复,在源码(HashMap)是这样体现的:

    // 1. 如果key 相等  
    if (p.hash == hash &&
        ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
        e = p;
    // 2. 修改对应的value
       if (e != null) { // existing mapping for key
            V oldValue = e.value;
            if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                e.value = value;
            afterNodeAccess(e);
            return oldValue;
       }

添加元素的时候,如果key(也对应的Set集合的元素)相等,那么则修改value值。而在Set集合中,value值仅仅是一个Object对象罢了(该对象对Set本身而言是无用的)。

也就是说:Set集合如果添加的元素相同时,是根本没有插入的(仅修改了一个无用的value值)!从源码(HashMap)中也看出来,==和equals()方法都有使用

五、Collection和Collections的区别

  1. Collection是集合的上级接口,继承它的有Set和List接口
  2. Collections是集合的工具类,提供了一系列的静态方法对集合的搜索、查找、同步等操作

六、说出ArrayList,LinkedList的存储性能和特性

ArrayList的底层是数组,LinkedList的底层是双向链表。

  • ArrayList它支持以角标位置进行索引出对应的元素(随机访问),而LinkedList则需要遍历整个链表来获取对应的元素。因此一般来说ArrayList的访问速度是要比LinkedList要快的
  • ArrayList由于是数组,对于删除和修改而言消耗是比较大(复制和移动数组实现),LinkedList是双向链表删除和修改只需要修改对应的指针即可,消耗是很小的。因此一般来说LinkedList的增删速度是要比ArrayList要快的

6.1扩展:

ArrayList的增删未必就是比LinkedList要慢。

  • 如果增删都是在末尾来操作【每次调用的都是remove()和add()】,此时ArrayList就不需要移动和复制数组来进行操作了。如果数据量有百万级的时,速度是会比LinkedList要快的。(我测试过)
  • 如果删除操作的位置是在中间。由于LinkedList的消耗主要是在遍历上,ArrayList的消耗主要是在移动和复制上(底层调用的是arraycopy()方法,是native方法)。
    • LinkedList的遍历速度是要慢于ArrayList的复制移动速度的
    • 如果数据量有百万级的时,还是ArrayList要快。(我测试过)

七、Enumeration和Iterator接口的区别

这个我在前面的文章中也没有详细去讲它们,只是大概知道的是:Iterator替代了Enumeration,Enumeration是一个旧的迭代器了。

与Enumeration相比,Iterator更加安全,因为当一个集合正在被遍历的时候,它会阻止其它线程去修改集合

  • 我们在做练习的时候,迭代时会不会经常出错,抛出ConcurrentModificationException异常,说我们在遍历的时候还在修改元素。
  • 这其实就是fail-fast机制~具体可参考博文:https://blog.csdn.net/panweiwei1994/article/details/77051261

区别有三点:

  • Iterator的方法名比Enumeration更科学
  • Iterator有fail-fast机制,比Enumeration更安全
  • Iterator能够删除元素,Enumeration并不能删除元素

八、ListIterator有什么特点

  • ListIterator继承了Iterator接口,它用于遍历List集合的元素
  • ListIterator可以实现双向遍历,添加元素,设置元素

看一下源码的方法就知道了:

九、并发集合类是什么?

Java1.5并发包(java.util.concurrent)包含线程安全集合类,允许在迭代时修改集合

  • 迭代器被设计为fail-fast的,会抛出ConcurrentModificationException。
  • 一部分类为:
    • CopyOnWriteArrayList
    • ConcurrentHashMap
    • CopyOnWriteArraySet

十、Java中HashMap的key值要是为类对象则该类需要满足什么条件?

需要同时重写该类的hashCode()方法和它的equals()方法

  • 从源码可以得知,在插入元素的时候是先算出该对象的hashCode。如果hashcode相等话的。那么表明该对象是存储在同一个位置上的。
  • 如果调用equals()方法,两个key相同,则替换元素
  • 如果调用equals()方法,两个key不相同,则说明该hashCode仅仅是碰巧相同,此时是散列冲突,将新增的元素放在桶子上

一般来说,我们会认为:只要两个对象的成员变量的值是相等的,那么我们就认为这两个对象是相等的!因为,Object底层比较的是两个对象的地址,而对我们开发来说这样的意义并不大~这也就为什么我们要重写equals()方法

重写了equals()方法,就要重写hashCode()的方法。因为equals()认定了这两个对象相同,而同一个对象调用hashCode()方法时,是应该返回相同的值的!

十一、与Java集合框架相关的有哪些最好的实践

  1. 根据需要确定集合的类型。如果是单列的集合,我们考虑用Collection下的子接口ArrayList和Set。如果是映射,我们就考虑使用Map~
  2. 确定完我们的集合类型,我们接下来确定使用该集合类型下的哪个子类~我认为可以简单分成几个步骤:
    • 去找Tree红黑树类型的(JDK1.8)
    • 去找Linked双向列表结构的
    • 去找线程安全的集合类使用
    • 是否需要同步
    • 迭代时是否需要有序(插入顺序有序)
    • 是否需要排序(自然顺序或者手动排序)
  3. 估算存放集合的数据量有多大,无论是List还是Map,它们实现动态增长,都是有性能消耗的。在初始集合的时候给出一个合理的容量会减少动态增长时的消耗~
  4. 使用泛型,避免在运行时出现ClassCastException
  5. 尽可能使用Collections工具类,或者获取只读、同步或空的集合,而非编写自己的实现。它将会提供代码重用性,它有着更好的稳定性和可维护性

十二、ArrayList集合加入1万条数据,应该怎么提高效率

ArrayList的默认初始容量为10,要插入大量数据的时候需要不断扩容,而扩容是非常影响性能的。因此,现在明确了10万条数据了,我们可以直接在初始化的时候就设置ArrayList的容量

这样就可以提高效率了~

十三、总结

2018年4月15日17:14:03,上面找了一些面试题答了一下,感觉不够过瘾呀。很多我觉得比较重要的知识点我都没有找到对应的面试题(可能我搜索的能力太水了?)。

将这篇文章作为集合的总结篇,但觉得没什么好写就回答一些面试题去了,找了一会面试题又觉得不够系统。而这篇总结我又不想复制前面的章节总结到这里来。于是我决定画一个脑图来结束这篇文章

2018年4月15日19:31:33 画完啦!!!!!

原文发布于微信公众号 - Java3y(java3y)

原文发表时间:2018-04-16

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