Java集合总结【面试题+脑图】，将知识点一网打尽！

一时失言乱红尘 2023-09-26 20:24 145阅读 0赞

Java容器可分为两大类：

*  Collection
    
     *  List
        
         *  **ArrayList**
         *  LinkedList
         *  Vector(了解，已过时)
     *  Set
        
         *  **HashSet**
            
             *  LinkedHashSet
         *  TreeSet
 *  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 ##

需要100道Java核心技线的在**文尾点击名片即可获取**

**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：**
    
     *  HashMap是非同步的
     *  Hashtable是同步的
     *  需要同步的时候，我们往往不使用，而使用ConcurrentHashMap[ConcurrentHashMap基于JDK1.8源码剖析][ConcurrentHashMap_JDK1.8]
 *  **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<K,V> extends AbstractMap<K,V>
     *  public class Hashtable<K,V> extends Dictionary<K,V>

## 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;
           }复制代码

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：[blog.csdn.net/panweiwei19…][blog.csdn.net_panweiwei19]

**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：

![format_png][]

## 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**。

*  Utils包下的集合迭代器被设计为fail-fast的，会抛出ConcurrentModificationException。但java.util.concurrent的并不会，感谢评论区提醒~
 *  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：
    
     *  是否需要同步
        
         *  去找线程安全的集合类使用
     *  迭代时是否需要有序(插入顺序有序)
        
         *  去找Linked双向列表结构的
     *  是否需要排序(自然顺序或者手动排序)
        
         *  去找Tree红黑树类型的(JDK1.8)
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**！

**下方点击名片即可获取资料**

[ConcurrentHashMap_JDK1.8]: https://link.juejin.cn?target=https%3A%2F%2Fmp.weixin.qq.com%2Fs%3F__biz%3DMzI4Njg5MDA5NA%3D%3D%26mid%3D2247484161%26idx%3D1%26sn%3D6f52fb1f714f3ffd2f96a5ee4ebab146%26chksm%3Debd74200dca0cb16288db11f566cb53cafc580e08fe1c570e0200058e78676f527c014ffef41%23rd
[blog.csdn.net_panweiwei19]: https://link.juejin.cn?target=https%3A%2F%2Fblog.csdn.net%2Fpanweiwei1994%2Farticle%2Fdetails%2F77051261
[format_png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/71ef5580829826bdc414d25b0159f348.webp?x-oss-process=image/format,png