Java全栈经典面试题剖析5】JavaSE高级 -- 集合

目录

面试题3.18  Java中有多少种数据结构，分别是什么？

面试题3.19  List、Set和Map的区别？

面试题3.20  List遍历方式有多少种

面试题3.21  Arraylist，Vector和Linkedlist 的区别

面试题3.22  Collection和Collections的区别

面试题3.23  Comparable接口用法 或者 comparable和comparator接口的用途? 列出他们的区别? 另一种问法，想实现些比较或排序，或统计元素的个数，要用到比较器。

面试题3.24  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()? 它们有何区别?

面试题3.25  Map怎么遍历? 怎么遍历一个map？写一下

面试题3.26 怎么获取Map所有的key，所有的value

面试题3.27  HashMap与Hashtable的区别

面试题3.28  HashMap HashSet的底层实现

---

面试题3.18  Java中有多少种数据结构，分别是什么？

【技术难度： 3    出现频率：3  】

栈：元素是先进后出，后进先出。

队列：元素存储是排列有序的，一定保证先进的先出，后进的后出。

数组：静态数组，指定类型，固定长度，元素存储地址是连续的。

向量：动态数组，可以存储任何类型元素，动态长度，元素存储地址是连续的。

树：元素以树形结构存储，只有一个根节点。

List：是列表，有下标值，存储元素可以重复，遍历元素是有序的。

Set：是散列集(或称哈希集)，无下标值，存储元素不可重复，遍历元素是无序的。

Map：是以键值对存储，一个key一个value，key不可以重复，value可以重复。

面试题3.19  List、Set和Map的区别？

【技术难度： 2    出现频率：2  】

1.List和Set是Collection的子接口，map不是；

2.List的底层是数组或链表实现，Set的底层是map，而map的底层是哈希表或红黑树。

3.List和Set以单个元素的方式存储数据，但map是键值对的方式；

4.List是有序可重复的，Set是无序不可重复的；map中hashMap无序，LinkedHashMap有序，TreeMap排序，而且key不重复，value可重复；

5.List和Set可直接使用itertator来进行遍历，map需要先获取keySet或entrySet，通过它们来遍历。

面试题3.20  List遍历方式有多少种

【技术难度：  2   出现频率：2  】

1.下标遍历；

2.Iterator遍历；
通过hasNext()方法检查序列中是否还有更多元素，以及通过next()方法获取序列中的下一个元素。

        // 使用while循环遍历List集合  while (iterator.hasNext()) {  // 获取下一个元素  String element = iterator.next();  // 打印元素  System.out.println(element);  }  

3.foreach遍历（最快）。List类的forEach() + Lambda表达式。

public class Main {  public static void main(String[] args) {  List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie", "David");  // 使用forEach() + Lambda表达式遍历List  names.forEach(name -> System.out.println(name));  }  
}

面试题3.21  Arraylist，Vector和Linkedlist 的区别

【技术难度： 2    出现频率：2  】

它们都是List接口的实现类。

ArrayList：

1.底层是数组，查询快增删慢，线程不安全，效率高；

  2.数组初始长度10，存满扩容，扩到原数组1.5倍。

Vector：

1.与ArrayList类似，底层是数组，查询快增删慢，线程安全，效率更低(synchronized)；

2.数组初始长度10，存满扩容，扩到原数组2倍。

LinkedList：

1.底层是链表，查询慢增删快，线程不安全，效率高；

2.链表无扩容机制，理论上可以无限扩容，就是直接修改节点之间关联。

面试题3.22  Collection和Collections的区别

【技术难度： 2    出现频率：2  】

1.Collection是集合类的上级接口，继承于他的接口主要有Set和List；

2.Collections是针对集合的一个工具类，提供一系列静态方法实现对各种集合的搜索(二分查找）、排序、线程安全化等操作。

面试题3.23  Comparable接口用法 或者 comparable和comparator接口的用途? 列出他们的区别? 另一种问法，想实现些比较或排序，或统计元素的个数，要用到比较器。

【技术难度： 2    出现频率：  1 】

第一层：

这两个接口一般用来实现集合内排序，Comparator相对于Comparable更加灵活，耦合度更低，Comparable不但用于排序还可用与比较本类两个对象的大小。

第二层：
Comparable接口和他的compareTo()方法
Comparator接口和它的compare()方法

Comparable接口里面有个compareTo()接口方法，当一个类的对象需要比较的时候，该类需要实现Comparable接口和他的compareTo()方法，当调用集合排序方法时，就会调用该类对象的compareTo()方法来实现对象的比较。

Comparator接口是一个比较器接口，一般定义一个匿名类实现该接口和它的compare()方法，并创建对象，传入集合排序方法中。

第三层：
Comparable接口：

public class Person implements Comparable<Person> {  private String name;  private int age;  // 构造函数、getter和setter方法省略  @Override  public int compareTo(Person other) {  return Integer.compare(this.age, other.age); // 按年龄排序  }  public static void main(String[] args) {  List<Person> people = new ArrayList<>();  // 添加Person对象到列表中  people.add(new Person("Alice", 30));  people.add(new Person("Bob", 25));  people.add(new Person("Charlie", 35));  Collections.sort(people); // 按年龄排序  // 输出排序后的列表  for (Person person : people) {  System.out.println(person.getName() + " " + person.getAge());  }  }  
}

Comparator接口：

public class Person {  private String name;  private int age;  // 构造函数、getter和setter方法省略  
}  class AgeComparator implements Comparator<Person> {  @Override  public int compare(Person p1, Person p2) {  return Integer.compare(p1.getAge(), p2.getAge()); // 按年龄排序  }  
}  public class Main {  public static void main(String[] args) {  List<Person> people = new ArrayList<>();  // 添加Person对象到列表中  people.add(new Person("Alice", 30));  people.add(new Person("Bob", 25));  people.add(new Person("Charlie", 35));  Collections.sort(people, new AgeComparator()); // 按年龄排序，使用Comparator  // 输出排序后的列表  for (Person person : people) {  System.out.println(person.getName() + " " + person.getAge());  }  }  
}

面试题3.24  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()? 它们有何区别?

【技术难度： 2    出现频率： 2 】

1.Set里的元素是不能重复的；因为无论是HashSet还是TreeSet，其底层数据结构都不允许元素重复。

2.元素重复与否是使用equals()方法进行判断的；

3.==比较两个对象是比较对象的内存地址，equals()默认是使用==判断2个对象的内存地址是否相等，重写以后按照自定义规则比较2个对象。

面试题3.25  Map怎么遍历? 怎么遍历一个map？写一下

【技术难度： 2    出现频率：2  】

1.先调用map.keySet()方法获取所有的key，再通过这些key获取对应的value；

Map<String，Integer> map = new HashMap<>();
for(String key ：map.keySet()){System.out.println(key + " - " + map.get(key));
}

2.先调用map.entrySet()方法获取所有的entry键值对对象，再从每个entry中取出key和value。

Map<String，Integer> map = new HashMap<>();
for (Map.Entry<String，Integer> entry ：map.entrySet()) {System.out.println(entry.getKey() + " - " + entry.getValue());
}

面试题3.26 怎么获取Map所有的key，所有的value

 【技术难度： 2    出现频率：2  】

1.Map调用keySet()方法获取所有的key值，是一个Set集合。

2.Map调用values()方法获取所有的value值，是一个Collection集合。

3.调用map.entrySet()方法获取所有的entry键值对对象，getKey() 和 getValue()。

面试题3.27  HashMap与Hashtable的区别

【技术难度：2     出现频率：2  】

0. 注意Hashtable的t是小写。

1. 继承的父类不同。HashMap：继承自AbstractMap类，实现了Map接口。Hashtable：继承自Dictionary类，同样实现了Map接口。

2. HashMap不是线程安全的，Hashtable是安全的 (通过synchronized同步方法来实现，低效)；

3. HashMap的key和value都允许null值，Hashtable的key和value都不允许null值（如果存入null会抛出nullpointerException）；

4. HashMap数组初始长度16，扩容原数组的2倍，Hashtable数组初始长度11，扩容原数组的2倍 + 1。

5.计算hash值的方法

• HashMap：为了提高计算效率，HashMap将哈希表的大小固定为2的幂，并对key的hashCode()返回值进行二次hash（对哈希表的大小进行取模运算），以获得更好的散列效果。
• Hashtable：直接使用key的hashCode()返回值对哈希表的大小进行取模运算来计算hash值。

 

 

面试题3.28  HashMap HashSet的底层实现

【技术难度： 2    出现频率：3  】

底层数据结构：

HashSet底层就是HashMap。HashMap底层是哈希表数据结构，jdk1.8开始，哈希表等于数组加链表加红黑树(二叉树的一种)，数组的初始长度16，加载因子0.75，扩容到原数组的2倍。当单向链表的节点个数大于8并且数组长度大于64时，链表转红黑树，当节点的个数小于6，红黑树转回链表。

插入函数：

调用map.put()方法时，会调用key的hashCode()方法计算哈希值，这个哈希值会经过再次计算得出最终哈希值，然后根据这个哈希值计算数组的存储下标，此时会有两种情况：

1.如果数组存储下标对应的空间没有值，key和value直接存入；Jdk1.8后在链表末尾插入。

2.如果数组存储下标对应的空间有值(单向链表或红黑树)，就继续调用key的equals()方法和其中每个节点的key比较，若返回true，后面的value覆盖前面的value，若直到最后一个都是返回false，key和value存入。

---

------------------------END-------------------------

才疏学浅，谬误难免，欢迎各位批评指正。