Java集合框架
2021-10-29 15:25:44 0 举报AI智能生成
加油
作者其他创作
大纲/内容
Collection接口
List接口
ArrayList（替代老Vector）
说说ArrayList的优缺点？
优点
查询修改速度快，基于动态数组，直接找下标
缺点
线程不安全
插入删除慢，需要移动后面所有元素，可能扩容复制数组
Array和ArrayList有何区别？
定义一个 Array 数组时，必须指定数组固定的数据类型及数组长度
ArrayList 是动态数组，长度可变，自动扩容。不使用泛型的时，可以添加不同类型元素。
常用方法
add、remove、get、set、size
扩容机制
扩容1.5倍，扩容带来新数组的重新拷贝
LinkedList
ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么？
优点
插入删除快，基于双向链表，只需要修改节点指针
缺点
线程不安全
查询修改慢，要遍历所有指针
每一个元素都需要消耗存储指针节点对象的空间。
使用场景
生产者链表尾部添加消息
addLast();
消费者链表头部取出消息
removeFirst();
Vector
ArrayList 和 Vector 的区别是什么？
线程安全
加Synchronized锁，性能比ArrayList 低
扩容2倍
如何实现数组和List之间的转换？
数组转 List ：Arrays 工具类的 asList 方法
List 转数组：使用 List 的 toArray 方法。传入初始化长度的数组对象
List里如何剔除相同的对象？
把List放到新的HashSet集合，因为它是不可重复的
Set接口
HashSet与HashMap的区别？
HashSet
实现Set接口
仅存储对象
调用add()方法就是调用HashMap的put()
对于 HashSet 中保存的对象，请注意正确重写其 equals 和 hashCode 方法，以保证放入对象的唯一性。
HashMap
实现Map接口
存储键值对
基于数组+链表+Hash算法+红黑树；key/value可为null；key唯一；不支持排序
调用put（）向map中添加元素
LinkedHashSet
可按照添加顺序遍历
HashSet基础上加了一对指针，指向前一个和后一个元素
频繁遍历操作，效率高于HashSet
TreeSet
基于TreeMap实现；有序不可重复
添加、删除元素、判断元素是否存在，效率高，时间复杂度为0(log(N))
List 和 Set 的区别？
都继承Collection接口
List
存储特点：存储有序、可重复数据、可存多个null值
和数组类似，List可以动态增长，查找元素效率高，插入删除元素效率低，会引起其他元素位置改变
Set
存储特点：存储无序、不可重复的数据、只可以存一个null值
检索元素效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变。
Queue
BlockingQueue
Deque
Map接口
特点
键值对映射集合，一个键值对构成一个Entry对象
key无序，不重复，使用Set存储
key所在的类要重写equals()和hashCode()
value无序，可重复，使用Collection存储
value所在的类要重写equals()
常用实现类有哪些？
Hashtable
数组+链表实现,链表解决哈希冲突；key/value不可为null
线程安全，效率低
HashTable是直接在操作方法上加synchronized关键字，锁住整个数组，粒度比较大；
Properties继承Hashtable
常用来处理配置文件，key/value都是String类型
HashMap
基于数组+链表+Hash算法+红黑树；key/value可为null；
线程不安全，效率高
常用方法
put、remove、put、get、size
遍历
foreach
iter快捷
底层实现原理
基于Hash算法实现，通过put(key,value)存储，get(key)获取value
根据key计算出 hash 值，根据 hash 值将 value 保存在 Node 对象里，Node 对象保存在数组里
hash 值相同时，称为 hash 冲突，HashMap 的解决办法是用链表和红黑树存储相同 hash 值的 value
当 hash 冲突的个数：小于等于 8 使用链表；大于 8 且 tab length 大于等于 64 时，使用红黑树解决链表查询慢的问题
为什么基本类型不能做为HashMap的键值？
Java中泛型约束key/value必须是对象Object类型的
map.put(0, "hello")中编译器已将 key 值 0 进行了自动装箱，变为了 Integer 类型
LinkedHashMap
继承HashMap，实现Map接口
内部提供了Entry
保证可以按照添加顺序实现遍历map元素
在HashMap基础上，加了一堆指针，指向前一个和后一个元素
频繁遍历，效率高于HashMap
TreeMap
按照Key的自然顺序或者Comprator的顺序进行排序，内部是通过红黑树来实现。
key所属的类实现Comparable接口
自定义一个实现了Comparator接口的比较器，传给TreeMap用于key的比较。
IdentityHashMap
ConcurrentHashMap解决了什么问题？
兼顾线程安全和运行效率，得益于使用了分段锁
实现原理
详细见 集合.md
Map的遍历方式?
- Map 的 keySet() 方法，拿到所有 key 的 Set,再遍历所有key找值（不推荐，效率低，因为多了一步）
- Map 的 values() 方法，拿到所有value的 Collection
- 迭代器遍历，键值对集合
- for 循环遍历，键值对集合
面试题
Java中已经有数组类型，为什么还要提供集合？
集合弥补了数组缺点：
无法获取实际元素个数
长度固定（初始化时）；类型固定
数组是有序可重复，无法满足无序不重复需求
方法有限，集合是面向对象，实现各种复杂操作，大大提高开发效率
哪些集合类是线程安全的？
- Vector
- Stack
- Hashtable
- java.util.concurrent 包下所有的集合类ArrayBlockingQueue、ConcurrentHashMap、ConcurrentLinkedQueue、ConcurrentLinkedDeque...
迭代器Iterator是什么？
- 迭代器模式是 Java 中常用的设计模式之一
- Iterator 可以遍历集合的对象，为各种集合提供了公共的操作接口，隔离对容器的遍历操作和底层实现，从而解耦。
- 缺点是增加新的集合类需要对应增加新的迭代器类，迭代器类与集合类成对增加。
Iterator怎么使用？有什么特点？
集合.iterator() 方法返回一个 Iterator 对象
next() 方法获得集合中的下一个元素
hasNext() 检查集合中是否还有元素
remove() 方法将迭代器新返回的元素删除
forEachRemaining(Consumer<? super E> action) 方法，遍历所有元素
Iterator和 ListIterator有什么区别？
- ListIterator 继承 Iterator
- ListIterator 比 Iterator多方法
1） add(E e) 将指定的元素插入列表，插入位置为迭代器当前位置之前
2） set(E e) 迭代器返回的最后一个元素替换参数e
3） hasPrevious() 迭代器当前位置，反向遍历集合是否含有元素
4） previous() 迭代器当前位置，反向遍历集合，下一个元素
5） previousIndex() 迭代器当前位置，反向遍历集合，返回下一个元素的下标
6） nextIndex() 迭代器当前位置，返回下一个元素的下标
- 使用范围不同，Iterator可以迭代所有集合；ListIterator 只能用于List及其子类
- ListIterator 有 add 方法，可以向 List 中添加对象；Iterator 不能
- ListIterator 有 hasPrevious() 和 previous() 方法，可以实现逆向遍历；Iterator不可以
- ListIterator 有 nextIndex() 和previousIndex() 方法，可定位当前索引的位置；Iterator不可以
- ListIterator 有 set()方法，可以实现对 List 的修改；Iterator 仅能遍历，不能修改
怎么确保一个集合不能被修改？
Collections. unmodifiableCollection(Collection c) 方法来创建一个只读集合，这样改变集合的任何操作都会抛出 Java. lang. UnsupportedOperationException 异常。
Collections工具类
作用：操作Collection和Map的工具类
常用方法
reverse(List)：反转 List 中元素的顺序
shuffle(List)：对 List 集合元素进行随机排序
sort(List)：根据元素的自然顺序对指定 List 集合元素升序排序
sort(List，Comparator)：根据指定的 Comparator 产生的顺序对 List 集合元素进行排序
swap(List，int， int)：将指定 list 集合中的 i 处元素和 j 处元素进行交换
使用Collections的方法修饰
synchronizedList
使用Collections集合工具的内部类
装饰器模式
通过传入Map封装出一个SynchronizedMap对象，内部定义了一个对象锁，方法内通过对象锁实现；
synchronizedMap
Collection和Collections的区别？
Collection是集合接口，包含了很多集合类的基本方法
Collections是集合框架的工具类，包含类很多静态方法，是一个包装类
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