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有哪些Java集合面試題

發布時間:2021-10-23 15:55:21 來源:億速云 閱讀:119 作者:iii 欄目:編程語言

本篇內容主要講解“有哪些Java集合面試題”,感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷,實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“有哪些Java集合面試題”吧!

常用的集合類有哪些? ***

Map接口和Collection接口是所有集合框架的父接口。下圖中的實線和虛線看著有些亂,其中接口與接口之間如果有聯系為繼承關系,類與類之間如果有聯系為繼承關系,類與接口之間則是類實現接口。重點掌握的抽象類有HashMapLinkedListHashTableArrayListHashSetStackTreeSetTreeMap。注意:Collection接口不是Map的父接口。

有哪些Java集合面試題

有哪些Java集合面試題

List,Set,Map三者的區別? ***

  • List有序集合(有序指存入的順序和取出的順序相同,不是按照元素的某些特性排序),可存儲重復元素,可存儲多個null

  • Set無序集合(元素存入和取出順序不一定相同),不可存儲重復元素,只能存儲一個null

  • Map:使用鍵值對的方式對元素進行存儲,key是無序的,且是唯一的。value值不唯一。不同的key值可以對應相同的value值。

常用集合框架底層數據結構 ***

  • List:

    1. ArrayList:數組

    2. LinkedList:雙線鏈表

  • Set

    1. HashSet:底層基于HashMap實現,HashSet存入讀取元素的方式和HashMap中的Key是一致的。

    2. TreeSet:紅黑樹

  • Map

    1. HashMap: JDK1.8之前HashMap由數組+鏈表組成的, JDK1.8之后有數組+鏈表/紅黑樹組成,當鏈表長度大于8時,鏈表轉化為紅黑樹,當長度小于6時,從紅黑樹轉化為鏈表。這樣做的目的是能提高HashMap的性能,因為紅黑樹的查找元素的時間復雜度遠小于鏈表。

    2. HashTable:數組+鏈表

    3. TreeMap:紅黑樹

哪些集合類是線程安全的? ***

  • Vector:相當于有同步機制的ArrayList

  • Stack:棧

  • HashTable

  • enumeration:枚舉

迭代器 Iterator 是什么 *

Iterator 是 Java 迭代器最簡單的實現,它不是一個集合,它是一種用于訪問集合的方法,Iterator接口提供遍歷任何Collection的接口。

Java集合的快速失敗機制 “fail-fast”和安全失敗機制“fail-safe”是什么? ***

  • 快速失敗

    Java的快速失敗機制是Java集合框架中的一種錯誤檢測機制,當多個線程同時對集合中的內容進行修改時可能就會拋出ConcurrentModificationException異常。其實不僅僅是在多線程狀態下,在單線程中用增強for循環中一邊遍歷集合一邊修改集合的元素也會拋出ConcurrentModificationException異常。看下面代碼

    public class Main{
        public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
            for(Integer i : list){
                list.remove(i);  //運行時拋出ConcurrentModificationException異常
            }
        }
    }


    正確的做法是用迭代器的remove()方法,便可正常運行。

    public class Main{
        public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        Iterator<Integer> it = list.iterator();
            while(it.hasNext()){
                it.remove();
            }
        }
    }


    造成這種情況的原因是什么?細心的同學可能已經發現兩次調用的remove()方法不同,一個帶參數據,一個不帶參數,這個后面再說,經過查看ArrayList源碼,找到了拋出異常的代碼

    final void checkForComodification() {
          if (modCount != expectedModCount)
          		throw new ConcurrentModificationException();
    }


    從上面代碼中可以看到如果modCountexpectedModCount這兩個變量不相等就會拋出ConcurrentModificationException異常。那這兩個變量又是什么呢?繼續看源碼

    protected transient int modCount = 0; //在AbstractList中定義的變量


    int expectedModCount = modCount;//在ArrayList中的內部類Itr中定義的變量


    從上面代碼可以看到,modCount初始值為0,而expectedModCount初始值等于modCount。也就是說在遍歷的時候直接調用集合的remove()方法會導致modCount不等于expectedModCount進而拋出ConcurrentModificationException異常,而使用迭代器的remove()方法則不會出現這種問題。那么只能在看看remove()方法的源碼找找原因了

        public E remove(int index) {
            rangeCheck(index);
    
            modCount++;
            E oldValue = elementData(index);
    
            int numMoved = size - index - 1;
            if (numMoved > 0)
                System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                                 numMoved);
            elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
    
            return oldValue;
        }


    從上面代碼中可以看到只有modCount++了,而expectedModCount沒有操作,當每一次迭代時,迭代器會比較expectedModCountmodCount的值是否相等,所以在調用remove()方法后,modCount不等于expectedModCount了,這時就了報ConcurrentModificationException異常。但用迭代器中remove()的方法為什么不拋異常呢?原來**迭代器調用的remove()方法和上面的remove()方法不是同一個!**迭代器調用的remove()方法長這樣:

            public void remove() {
                if (lastRet < 0)
                    throw new IllegalStateException();
                checkForComodification();
    
                try {
                    ArrayList.this.remove(lastRet);
                    cursor = lastRet;
                    lastRet = -1;
                    expectedModCount = modCount;    //這行代碼保證了expectedModCount和modCount是相等的
                } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
                    throw new ConcurrentModificationException();
                }
            }


    從上面代碼可以看到expectedModCount = modCount,所以迭代器的remove()方法保證了expectedModCountmodCount是相等的,進而保證了在增強for循環中修改集合內容不會報ConcurrentModificationException異常。

    上面介紹的只是單線程的情況,用迭代器調用remove()方法即可正常運行,但如果是多線程會怎么樣呢?

    答案是在多線程的情況下即使用了迭代器調用remove()方法,還是會報ConcurrentModificationException異常。這又是為什么呢?還是要從expectedModCountmodCount這兩個變量入手分析,剛剛說了modCountAbstractList類中定義,而expectedModCountArrayList內部類中定義,所以modCount是個共享變量而expectedModCount是屬于線程各自的。簡單說,線程1更新了modCount和屬于自己的expectedModCount,而在線程2看來只有modCount更新了,expectedModCount并未更新,所以會拋出ConcurrentModificationException異常。

  • 安全失敗

    采用安全失敗機制的集合容器,在遍歷時不是直接在集合內容上訪問的,而是先復制原有集合內容,在拷貝的集合上進行遍歷。所以在遍歷過程中對原集合所作的修改并不能被迭代器檢測到,所以不會拋出ConcurrentModificationException異常。缺點是迭代器遍歷的是開始遍歷那一刻拿到的集合拷貝,在遍歷期間原集合發生了修改,迭代器是無法訪問到修改后的內容。java.util.concurrent包下的容器都是安全失敗,可以在多線程下并發使用。

如何邊遍歷邊移除 Collection 中的元素? ***

從上文**“快速失敗機制”**可知在遍歷集合時如果直接調用remove()方法會拋出ConcurrentModificationException異常,所以使用迭代器中調用remove()方法。

Array 和 ArrayList 有何區別? ***

  • Array可以包含基本類型和對象類型,ArrayList只能包含對象類型。

  • Array大小是固定的,ArrayList的大小是動態變化的。(ArrayList的擴容是個常見面試題)

  • 相比于ArrayArrayList有著更多的內置方法,如addAll()removeAll()

  • 對于基本類型數據,ArrayList 使用自動裝箱來減少編碼工作量;而當處理固定大小的基本數據類型的時候,這種方式相對比較慢,這時候應該使用Array

comparable 和 comparator的區別? ** 

  • comparable接口出自java.lang包,可以理解為一個內比較器,因為實現了Comparable接口的類可以和自己比較,要和其他實現了Comparable接口類比較,可以使用compareTo(Object obj)方法。compareTo方法的返回值是int,有三種情況:

    1. 返回正整數(比較者大于被比較者)

    2. 返回0(比較者等于被比較者)

    3. 返回負整數(比較者小于被比較者)

  • comparator接口出自 java.util 包,它有一個compare(Object obj1, Object obj2)方法用來排序,返回值同樣是int,有三種情況,和compareTo類似。

它們之間的區別:很多包裝類都實現了comparable接口,像IntegerString等,所以直接調用Collections.sort()直接可以使用。如果對類里面自帶的自然排序不滿意,而又不能修改其源代碼的情況下,使用Comparator就比較合適。此外使用Comparator可以避免添加額外的代碼與我們的目標類耦合,同時可以定義多種排序規則,這一點是Comparable接口沒法做到的,從靈活性和擴展性講Comparator更優,故在面對自定義排序的需求時,可以優先考慮使用Comparator接口。

Collection 和 Collections 有什么區別? **

  • Collection 是一個集合接口。它提供了對集合對象進行基本操作的通用接口方法。

  • Collections 是一個包裝類。它包含有各種有關集合操作的靜態多態方法,例如常用的sort()方法。此類不能實例化,就像一個工具類,服務于Java的Collection框架。

List集合

遍歷一個 List 有哪些不同的方式? **

先說一下常見的元素在內存中的存儲方式,主要有兩種:

  1. 順序存儲(Random Access):相鄰的數據元素在內存中的位置也是相鄰的,可以根據元素的位置(如ArrayList中的下表)讀取元素。

  2. 鏈式存儲(Sequential Access):每個數據元素包含它下一個元素的內存地址,在內存中不要求相鄰。例如LinkedList

主要的遍歷方式主要有三種:

  1. for循環遍歷:遍歷者自己在集合外部維護一個計數器,依次讀取每一個位置的元素。

  2. Iterator遍歷:基于順序存儲集合的Iterator可以直接按位置訪問數據。基于鏈式存儲集合的Iterator,需要保存當前遍歷的位置,然后根據當前位置來向前或者向后移動指針。

  3. foreach遍歷:foreach 內部也是采用了Iterator 的方式實現,但使用時不需要顯示地聲明Iterator

那么對于以上三種遍歷方式應該如何選取呢?

在Java集合框架中,提供了一個RandomAccess接口,該接口沒有方法,只是一個標記。通常用來標記List的實現是否支持RandomAccess。所以在遍歷時,可以先判斷是否支持RandomAccesslist instanceof RandomAccess),如果支持可用 for 循環遍歷,否則建議用Iteratorforeach 遍歷。

ArrayList的擴容機制 ***

先說下結論,一般面試時需要記住,ArrayList的初始容量為10,擴容時對是舊的容量值加上舊的容量數值進行右移一位(位運算,相當于除以2,位運算的效率更高),所以每次擴容都是舊的容量的1.5倍。

具體的實現大家可查看下ArrayList的源碼。

ArrayList 和 LinkedList 的區別是什么? ***
  • 是否線程安全:ArrayListLinkedList都是不保證線程安全的

  • 底層實現:ArrayList的底層實現是數組,LinkedList的底層是雙向鏈表。

  • 內存占用:ArrayList會存在一定的空間浪費,因為每次擴容都是之前的1.5倍,而LinkedList中的每個元素要存放直接后繼和直接前驅以及數據,所以對于每個元素的存儲都要比ArrayList花費更多的空間。

  • 應用場景:ArrayList的底層數據結構是數組,所以在插入和刪除元素時的時間復雜度都會收到位置的影響,平均時間復雜度為o(n),在讀取元素的時候可以根據下標直接查找到元素,不受位置的影響,平均時間復雜度為o(1),所以ArrayList更加適用于多讀,少增刪的場景LinkedList的底層數據結構是雙向鏈表,所以插入和刪除元素不受位置的影響,平均時間復雜度為o(1),如果是在指定位置插入則是o(n),因為在插入之前需要先找到該位置,讀取元素的平均時間復雜度為o(n)。所以LinkedList更加適用于多增刪,少讀寫的場景

ArrayList 和 Vector 的區別是什么? ***
  • 相同點

    1. 都實現了List接口

    2. 底層數據結構都是數組

  • 不同點

    1. 線程安全:Vector使用了Synchronized來實現線程同步,所以是線程安全的,而ArrayList是線程不安全的。

    2. 性能:由于Vector使用了Synchronized進行加鎖,所以性能不如ArrayList

    3. 擴容:ArrayListVector都會根據需要動態的調整容量,但是ArrayList每次擴容為舊容量的1.5倍,而Vector每次擴容為舊容量的2倍。

簡述 ArrayList、Vector、LinkedList 的存儲性能和特性? ***
  • ArrayList底層數據結構為數組,對元素的讀取速度快,而增刪數據慢,線程不安全。

  • LinkedList底層為雙向鏈表,對元素的增刪數據快,讀取慢,線程不安全。

  • Vector的底層數據結構為數組,用Synchronized來保證線程安全,性能較差,但線程安全。

Set集合

說一下 HashSet 的實現原理 ***

HashSet的底層是HashMap,默認構造函數是構建一個初始容量為16,負載因子為0.75 的HashMapHashSet的值存放于HashMapkey上,HashMapvalue統一為PRESENT

HashSet如何檢查重復?(HashSet是如何保證數據不可重復的?) ***

這里面涉及到了HasCode()equals()兩個方法。

  • equals()

    先看下String類中重寫的equals方法。

        public boolean equals(Object anObject) {
            if (this == anObject) {
                return true;
            }
            if (anObject instanceof String) {
                String anotherString = (String)anObject;
                int n = value.length;
                if (n == anotherString.value.length) {
                    char v1[] = value;
                    char v2[] = anotherString.value;
                    int i = 0;
                    while (n-- != 0) {
                        if (v1[i] != v2[i])
                            return false;
                        i++;
                    }
                    return true;
                }
            }
            return false;
        }


    從源碼中可以看到:

    1. equals方法首先比較的是內存地址,如果內存地址相同,直接返回true;如果內存地址不同,再比較對象的類型,類型不同直接返回false;類型相同,再比較值是否相同;值相同返回true,值不同返回false。總結一下,equals會比較內存地址、對象類型、以及值,內存地址相同,equals一定返回true;對象類型和值相同,equals方法一定返回true

    2. 如果沒有重寫equals方法,那么equals==的作用相同,比較的是對象的地址值。

  • hashCode

    hashCode方法返回對象的散列碼,返回值是int類型的散列碼。散列碼的作用是確定該對象在哈希表中的索引位置。

    關于hashCode有一些約定:

    1. 兩個對象相等,則hashCode一定相同。

    2. 兩個對象有相同的hashCode值,它們不一定相等。

    3. hashCode()方法默認是對堆上的對象產生獨特值,如果沒有重寫hashCode()方法,則該類的兩個對象的hashCode值肯定不同

介紹完equals()方法和hashCode()方法,繼續說下HashSet是如何檢查重復的。

HashSet的特點是存儲元素時無序且唯一,在向HashSet中添加對象時,首相會計算對象的HashCode值來確定對象的存儲位置,如果該位置沒有其他對象,直接將該對象添加到該位置;如果該存儲位置有存儲其他對象(新添加的對象和該存儲位置的對象的HashCode值相同),調用equals方法判斷兩個對象是否相同,如果相同,則添加對象失敗,如果不相同,則會將該對象重新散列到其他位置。

HashSet與HashMap的區別 ***
HashMapHashSet
實現了Map接口實現了Set接口
存儲鍵值對存儲對象
key唯一,value不唯一存儲對象唯一
HashMap使用鍵(Key)計算HashcodeHashSet使用成員對象來計算hashcode
速度相對較快速度相對較慢

Map集合

HashMap在JDK1.7和JDK1.8中有哪些不同?HashMap的底層實現 ***
  • JDK1.7的底層數據結構(數組+鏈表)

有哪些Java集合面試題

  • JDK1.8的底層數據結構(數組+鏈表)

有哪些Java集合面試題

  • JDK1.7的Hash函數

    static final int hash(int h){
    	h ^= (h >>> 20) ^ (h >>>12);
        return h^(h >>> 7) ^ (h >>> 4);
    }


  • JDK1.8的Hash函數

    static final int hash(Onject key){    
        int h;    
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode())^(h >>> 16);
    }


    JDK1.8的函數經過了一次異或一次位運算一共兩次擾動,而JDK1.7經過了四次位運算五次異或一共九次擾動。這里簡單解釋下JDK1.8的hash函數,面試經常問這個,兩次擾動分別是key.hashCode()key.hashCode()右移16位進行異或。這樣做的目的是,高16位不變,低16位與高16位進行異或操作,進而減少碰撞的發生,高低Bit都參與到Hash的計算。如何不進行擾動處理,因為hash值有32位,直接對數組的長度求余,起作用只是hash值的幾個低位。

HashMap在JDK1.7和JDK1.8中有哪些不同點:


JDK1.7JDK1.8JDK1.8的優勢
底層結構數組+鏈表數組+鏈表/紅黑樹(鏈表大于8)避免單條鏈表過長而影響查詢效率,提高查詢效率
hash值計算方式9次擾動 = 4次位運算 + 5次異或運算2次擾動 = 1次位運算 + 1次異或運算可以均勻地把之前的沖突的節點分散到新的桶(具體細節見下面擴容部分)
插入數據方式頭插法(先講原位置的數據移到后1位,再插入數據到該位置)尾插法(直接插入到鏈表尾部/紅黑樹)解決多線程造成死循環地問題
擴容后存儲位置的計算方式重新進行hash計算原位置或原位置+舊容量省去了重新計算hash值的時間
HashMap 的長度為什么是2的冪次方 ***

因為HashMap是通過key的hash值來確定存儲的位置,但Hash值的范圍是-2147483648到2147483647,不可能建立一個這么大的數組來覆蓋所有hash值。所以在計算完hash值后會對數組的長度進行取余操作,如果數組的長度是2的冪次方,(length - 1)&hash等同于hash%length,可以用(length - 1)&hash這種位運算來代替%取余的操作進而提高性能。

HashMap的put方法的具體流程? **

HashMap的主要流程可以看下面這個流程圖,邏輯非常清晰。

有哪些Java集合面試題

HashMap的擴容操作是怎么實現的? ***
  • 初始值為16,負載因子為0.75,閾值為負載因子*容量

  • resize()方法是在hashmap中的鍵值對大于閥值時或者初始化時,就調用resize()方法進行擴容。

  • 每次擴容,容量都是之前的兩倍

  • 擴容時有個判斷e.hash & oldCap是否為零,也就是相當于hash值對數組長度的取余操作,若等于0,則位置不變,若等于1,位置變為原位置加舊容量。

    源碼如下:

    final Node<K,V>[] resize() {
        Node<K,V>[] oldTab = table;
        int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
        int oldThr = threshold;
        int newCap, newThr = 0;
        if (oldCap > 0) {
            if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) { //如果舊容量已經超過最大值,閾值為整數最大值
                threshold = Integer.MAX_VALUE;
                return oldTab;
            }else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                     oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
                newThr = oldThr << 1;  //沒有超過最大值就變為原來的2倍
        }
        else if (oldThr > 0) 
            newCap = oldThr;
    
        else {               
            newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
            newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
        }
    
        if (newThr == 0) {
            float ft = (float)newCap * loadFactor;
            newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
                      (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
        }
        threshold = newThr;
        @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
            Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
        table = newTab;
        if (oldTab != null) {
            for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
                Node<K,V> e;
                if ((e = oldTab[j]) != null) {
                    oldTab[j] = null;
                    if (e.next == null)
                        newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                    else if (e instanceof TreeNode)
                        ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                    else { 
                        Node<K,V> loHead = null, loTail = null;//loHead,loTail 代表擴容后在原位置
                        Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;//hiHead,hiTail 代表擴容后在原位置+舊容量
                        Node<K,V> next;
                        do {             
                            next = e.next;
                            if ((e.hash & oldCap) == 0) { //判斷是否為零,為零賦值到loHead,不為零賦值到hiHead
                                if (loTail == null)
                                    loHead = e;
                                else                                
                                    loTail.next = e;
                                loTail = e;                           
                            }
                            else {
                                if (hiTail == null)
                                    hiHead = e;
                                else
                                    hiTail.next = e;
                                hiTail = e;
                            }
                        } while ((e = next) != null);
                        if (loTail != null) {
                            loTail.next = null;
                            newTab[j] = loHead;   //loHead放在原位置
                        }
                        if (hiTail != null) {
                            hiTail.next = null;
                            newTab[j + oldCap] = hiHead;  //hiHead放在原位置+舊容量
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return newTab;
    }


HashMap默認加載因子為什么選擇0.75?

這個主要是考慮空間利用率和查詢成本的一個折中。如果加載因子過高,空間利用率提高,但是會使得哈希沖突的概率增加;如果加載因子過低,會頻繁擴容,哈希沖突概率降低,但是會使得空間利用率變低。具體為什么是0.75,不是0.74或0.76,這是一個基于數學分析(泊松分布)和行業規定一起得到的一個結論。

為什么要將鏈表中轉紅黑樹的閾值設為8?為什么不一開始直接使用紅黑樹?

可能有很多人會問,既然紅黑樹性能這么好,為什么不一開始直接使用紅黑樹,而是先用鏈表,鏈表長度大于8時,才轉換為紅紅黑樹。

  • 因為紅黑樹的節點所占的空間是普通鏈表節點的兩倍,但查找的時間復雜度低,所以只有當節點特別多時,紅黑樹的優點才能體現出來。至于為什么是8,是通過數據分析統計出來的一個結果,鏈表長度到達8的概率是很低的,綜合鏈表和紅黑樹的性能優缺點考慮將大于8的鏈表轉化為紅黑樹。

  • 鏈表轉化為紅黑樹除了鏈表長度大于8,還要HashMap中的數組長度大于64。也就是如果HashMap長度小于64,鏈表長度大于8是不會轉化為紅黑樹的,而是直接擴容。

HashMap是怎么解決哈希沖突的? ***

哈希沖突:hashMap在存儲元素時會先計算key的hash值來確定存儲位置,因為key的hash值計算最后有個對數組長度取余的操作,所以即使不同的key也可能計算出相同的hash值,這樣就引起了hash沖突。hashMap的底層結構中的鏈表/紅黑樹就是用來解決這個問題的。

HashMap中的哈希沖突解決方式可以主要從三方面考慮(以JDK1.8為背景)

  • 拉鏈法

    HasMap中的數據結構為數組+鏈表/紅黑樹,當不同的key計算出的hash值相同時,就用鏈表的形式將Node結點(沖突的keykey對應的value)掛在數組后面。

  • hash函數

    key的hash值經過兩次擾動,keyhashCode值與keyhashCode值的右移16位進行異或,然后對數組的長度取余(實際為了提高性能用的是位運算,但目的和取余一樣),這樣做可以讓hashCode取值出的高位也參與運算,進一步降低hash沖突的概率,使得數據分布更平均。

  • 紅黑樹

    在拉鏈法中,如果hash沖突特別嚴重,則會導致數組上掛的鏈表長度過長,性能變差,因此在鏈表長度大于8時,將鏈表轉化為紅黑樹,可以提高遍歷鏈表的速度。

HashMap為什么不直接使用hashCode()處理后的哈希值直接作為table的下標? ***

hashCode()處理后的哈希值范圍太大,不可能在內存建立這么大的數組。

能否使用任何類作為 Map 的 key? ***

可以,但要注意以下兩點:

  • 如果類重寫了 equals() 方法,也應該重寫hashCode()方法。

  • 最好定義key類是不可變的,這樣key對應的hashCode() 值可以被緩存起來,性能更好,這也是為什么String特別適合作為HashMapkey

為什么HashMap中String、Integer這樣的包裝類適合作為Key? ***
  • 這些包裝類都是final修飾,是不可變性的, 保證了key的不可更改性,不會出現放入和獲取時哈希值不同的情況。

  • 它們內部已經重寫過hashcode(),equal()等方法。

如果使用Object作為HashMap的Key,應該怎么辦呢? **
  • 重寫hashCode()方法,因為需要計算hash值確定存儲位置

  • 重寫equals()方法,因為需要保證key的唯一性。

HashMap 多線程導致死循環問題 ***

由于JDK1.7的hashMap遇到hash沖突采用的是頭插法,在多線程情況下會存在死循環問題,但JDK1.8已經改成了尾插法,不存在這個問題了。但需要注意的是JDK1.8中的HashMap仍然是不安全的,在多線程情況下使用仍然會出現線程安全問題。基本上面試時說到這里既可以了,具體流程用口述是很難說清的,感興趣的可以看這篇文章。HASHMAP的死循環

ConcurrentHashMap 底層具體實現知道嗎? **
  • JDK1.7

    在JDK1.7中,ConcurrentHashMap采用Segment數組 + HashEntry數組的方式進行實現。Segment實現了ReentrantLock,所以Segment有鎖的性質,HashEntry用于存儲鍵值對。一個ConcurrentHashMap包含著一個Segment數組,一個Segment包含著一個HashEntry數組,HashEntry是一個鏈表結構,如果要獲取HashEntry中的元素,要先獲得Segment的鎖。

有哪些Java集合面試題

  • JDK1.8

    在JDK1.8中,不在是Segment+HashEntry的結構了,而是和HashMap類似的結構,Node數組+鏈表/紅黑樹,采用CAS+synchronized來保證線程安全。當鏈表長度大于8,鏈表轉化為紅黑樹。在JDK1.8中synchronized只鎖鏈表或紅黑樹的頭節點,是一種相比于segment更為細粒度的鎖,鎖的競爭變小,所以效率更高。

有哪些Java集合面試題

總結一下:

  • JDK1.7底層是ReentrantLock+Segment+HashEntry,JDK1.8底層是synchronized+CAS+鏈表/紅黑樹

  • JDK1.7采用的是分段鎖,同時鎖住幾個HashEntry,JDK1.8鎖的是Node節點,只要沒有發生哈希沖突,就不會產生鎖的競爭。所以JDK1.8相比于JDK1.7提供了一種粒度更小的鎖,減少了鎖的競爭,提高了ConcurrentHashMap的并發能力。

HashTable的底層實現知道嗎?

HashTable的底層數據結構是數組+鏈表,鏈表主要是為了解決哈希沖突,并且整個數組都是synchronized修飾的,所以HashTable是線程安全的,但鎖的粒度太大,鎖的競爭非常激烈,效率很低。

有哪些Java集合面試題

HashMap、ConcurrentHashMap及Hashtable 的區別 ***

HashMap(JDK1.8)ConcurrentHashMap(JDK1.8)Hashtable
底層實現數組+鏈表/紅黑樹數組+鏈表/紅黑樹數組+鏈表
線程安全不安全安全(Synchronized修飾Node節點)安全(Synchronized修飾整個表)
效率較高
擴容初始16,每次擴容成2n初始16,每次擴容成2n初始11,每次擴容成2n+1
是否支持Null key和Null Value可以有一個Null key,Null Value多個不支持不支持

Java集合的常用方法 **

這些常用方法是需要背下來的,雖然面試用不上,但是筆試或者面試寫算法題時會經常用到。

Collection常用方法
方法
booean add(E e)在集合末尾添加元素
boolean remove(Object o) 若本類集中有值與o的值相等的元素,移除該元素并返回true
void clear()清除本類中所有元素
boolean contains(Object o)判斷集合中是否包含該元素
boolean isEmpty()判斷集合是否為空
int size()返回集合中元素的個數
boolean addAll(Collection c)將一個集合中c中的所有元素添加到另一個集合中
Object[] toArray()返回一個包含本集所有元素的數組,數組類型為Object[]
`boolean equals(Object c)``判斷元素是否相等
int hashCode()返回元素的hash值
List特有方法
方法
void add(int index,Object obj)在指定位置添加元素
Object remove(int index)刪除指定元素并返回
Object set(int index,Object obj)把指定索引位置的元素更改為指定值并返回修改前的值
int indexOf(Object o)返回指定元素在集合中第一次出現的索引
Object get(int index)返回指定位置的元素
List subList(int fromIndex,int toIndex)截取集合(左閉右開)
LinkedList特有方法
方法
addFirst()在頭部添加元素
addLast()在尾部添加元素
removeFirst()在頭部刪除元素
removeLat()在尾部刪除元素
getFirst()獲取頭部元素
getLast()獲取尾部元素
Map
方法
void clear()清除集合內的元素
boolean containsKey(Object key)查詢Map中是否包含指定key,如果包含則返回true
Set entrySet()返回Map中所包含的鍵值對所組成的Set集合,每個集合元素都是Map.Entry的對象
Object get(Object key)返回key指定的value,若Map中不包含key返回null
boolean isEmpty()查詢Map是否為空,若為空返回true
Set keySet()返回Map中所有key所組成的集合
Object put(Object key,Object value)添加一個鍵值對,如果已有一個相同的key,則新的鍵值對會覆蓋舊的鍵值對,返回值為覆蓋前的value值,否則為null
void putAll(Map m)將制定Map中的鍵值對復制到Map中
Object remove(Object key)刪除指定key所對應的鍵值對,返回所關聯的value,如果key不存在返回null
int size()返回Map里面的鍵值對的個數
Collection values()返回Map里所有values所組成的Collection
boolean containsValue ( Object value)判斷映像中是否存在值 value
Stack
方法
boolean empty() 測試堆棧是否為空。
E peek() 查看堆棧頂部的對象,但不從堆棧中移除它。
E pop() 移除堆棧頂部的對象,并作為此函數的值返回該對象。
E push(E item) 把項壓入堆棧頂部。
int search(Object o) 返回對象在堆棧中的位置,以 1 為基數。
Queue
方法
boolean add(E e)將指定元素插入到隊列的尾部(隊列滿了話,會拋出異常)
boolean offer(E e)將指定元素插入此隊列的尾部(隊列滿了話,會返回false)
E remove()返回取隊列頭部的元素,并刪除該元素(如果隊列為空,則拋出異常)
E poll()返回隊列頭部的元素,并刪除該元素(如果隊列為空,則返回null)
E element()返回隊列頭部的元素,不刪除該元素(如果隊列為空,則拋出異常)
E peek()返回隊列頭部的元素,不刪除該元素(如果隊列為空,則返回null)

到此,相信大家對“有哪些Java集合面試題”有了更深的了解,不妨來實際操作一番吧!這里是億速云網站,更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢,關注我們,繼續學習!

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