1.Java集合框架是什么？说出一些集合框架的优势？java
每种编程语言中都有集合，最初的Java版本包含几种集合类：Vector、Stack、HashTable和Array。随着集合的普遍使用，Java1.2提出了囊括全部集合接口、实现和算法的集合框架。在保证线程安全的状况下使用泛型和并发集合类，Java已经经历了好久。它还包括在Java并发包中，阻塞接口以及它们的实现。集合框架的部分优势以下：算法
（1）使用核心集合类下降开发成本，而非实现咱们本身的集合类。数据库
（2）随着使用通过严格测试的集合框架类，代码质量会获得提升。编程
（3）经过使用JDK附带的集合类，能够下降代码维护成本。数组
（4）复用性和可操做性。缓存
2.集合框架中的泛型有什么优势？安全
Java1.5引入了泛型，全部的集合接口和实现都大量地使用它。泛型容许咱们为集合提供一个能够容纳的对象类型，所以，若是你添加其它类型的任何元素，它会在编译时报错。这避免了在运行时出现ClassCastException，由于你将会在编译时获得报错信息。泛型也使得代码整洁，咱们不须要使用显式转换和instanceOf操做符。它也给运行时带来好处，由于不会产生类型检查的字节码指令。数据结构
3.Java集合框架的基础接口有哪些？多线程
Collection为集合层级的根接口。一个集合表明一组对象，这些对象即为它的元素。Java平台不提供这个接口任何直接的实现。并发
Set是一个不能包含重复元素的集合。这个接口对数学集合抽象进行建模，被用来表明集合，就如一副牌。
List是一个有序集合，能够包含重复元素。你能够经过它的索引来访问任何元素。List更像长度动态变换的数组。
Map是一个将key映射到value的对象.一个Map不能包含重复的key：每一个key最多只能映射一个value。
一些其它的接口有Queue、Dequeue、SortedSet、SortedMap和ListIterator。
4.为什么Collection不从Cloneable和Serializable接口继承？
Collection接口指定一组对象，对象即为它的元素。如何维护这些元素由Collection的具体实现决定。例如，一些如List的Collection实现容许重复的元素，而其它的如Set就不容许。不少Collection实现有一个公有的clone方法。然而，把它放到集合的全部实现中也是没有意义的。这是由于Collection是一个抽象表现。重要的是实现。
当与具体实现打交道的时候，克隆或序列化的语义和含义才发挥做用。因此，具体实现应该决定如何对它进行克隆或序列化，或它是否能够被克隆或序列化。
在全部的实现中受权克隆和序列化，最终致使更少的灵活性和更多的限制。特定的实现应该决定它是否能够被克隆和序列化。
5.为什么Map接口不继承Collection接口？
尽管Map接口和它的实现也是集合框架的一部分，但Map不是集合，集合也不是Map。所以，Map继承Collection毫无心义，反之亦然。
若是Map继承Collection接口，那么元素去哪儿？Map包含key-value对，它提供抽取key或value列表集合的方法，可是它不适合“一组对象”规范。
6.Iterator是什么？
Iterator接口提供遍历任何Collection的接口。咱们能够从一个Collection中使用迭代器方法来获取迭代器实例。迭代器取代了Java集合框架中的Enumeration。迭代器容许调用者在迭代过程当中移除元素。
7.Enumeration和Iterator接口的区别？
Enumeration的速度是Iterator的两倍，也使用更少的内存。Enumeration是很是基础的，也知足了基础的须要。可是，与Enumeration相比，Iterator更加安全，由于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。
迭代器取代了Java集合框架中的Enumeration。迭代器容许调用者从集合中移除元素，而Enumeration不能作到。为了使它的功能更加清晰，迭代器方法名已经通过改善。
8.为什么没有像Iterator.add()这样的方法，向集合中添加元素？
语义不明，已知的是，Iterator的协议不能确保迭代的次序。然而要注意，ListIterator没有提供一个add操做，它要确保迭代的顺序。
9.为什么迭代器没有一个方法能够直接获取下一个元素，而不须要移动游标？
它能够在当前Iterator的顶层实现，可是它用得不多，若是将它加到接口中，每一个继承都要去实现它，这没有意义。
10.Iterater和ListIterator之间有什么区别？
（1）咱们可使用Iterator来遍历Set和List集合，而ListIterator只能遍历List。
（2）Iterator只能够向前遍历，而LIstIterator能够双向遍历。
（3）ListIterator从Iterator接口继承，而后添加了一些额外的功能，好比添加一个元素、替换一个元素、获取前面或后面元素的索引位置。
11.遍历一个List有哪些不一样的方式？
List<String> strList = new ArrayList<>(); //使用for-each循环 for(String obj : strList){ System.out.println(obj); } //using iterator Iterator<String> it = strList.iterator(); while(it.hasNext()){ String obj = it.next(); System.out.println(obj); }
使用迭代器更加线程安全，由于它能够确保，在当前遍历的集合元素被更改的时候，它会抛出ConcurrentModificationException。
12.经过迭代器fail-fast属性，你明白了什么？
每次咱们尝试获取下一个元素的时候，Iterator fail-fast属性检查当前集合结构里的任何改动。若是发现任何改动，它抛出ConcurrentModificationException。Collection中全部Iterator的实现都是按fail-fast来设计的（ConcurrentHashMap和CopyOnWriteArrayList这类并发集合类除外）。
13.fail-fast与fail-safe有什么区别？
Iterator的fail-fast属性与当前的集合共同起做用，所以它不会受到集合中任何改动的影响。Java.util包中的全部集合类都被设计为fail-fast的，而java.util.concurrent中的集合类都为fail-safe的。Fail-fast迭代器抛出ConcurrentModificationException，而fail-safe迭代器从不抛出ConcurrentModificationException。
14.在迭代一个集合的时候，如何避免ConcurrentModificationException？
在遍历一个集合的时候，咱们可使用并发集合类来避免ConcurrentModificationException，好比使用CopyOnWriteArrayList，而不是ArrayList。
15.为什么Iterator接口没有具体的实现？
Iterator接口定义了遍历集合的方法，但它的实现则是集合实现类的责任。每一个可以返回用于遍历的Iterator的集合类都有它本身的Iterator实现内部类。
这就容许集合类去选择迭代器是fail-fast仍是fail-safe的。好比，ArrayList迭代器是fail-fast的，而CopyOnWriteArrayList迭代器是fail-safe的。
16.UnsupportedOperationException是什么？
UnsupportedOperationException是用于代表操做不支持的异常。在JDK类中已被大量运用，在集合框架java.util.Collections.UnmodifiableCollection将会在全部add和remove操做中抛出这个异常。
17.在Java中，HashMap是如何工做的？
HashMap在Map.Entry静态内部类实现中存储key-value对。HashMap使用哈希算法，在put和get方法中，它使用hashCode()和equals()方法。当咱们经过传递key-value对调用put方法的时候，HashMap使用Key hashCode()和哈希算法来找出存储key-value对的索引。Entry存储在LinkedList中，因此若是存在entry，它使用equals()方法来检查传递的key是否已经存在，若是存在，它会覆盖value，若是不存在，它会建立一个新的entry而后保存。当咱们经过传递key调用get方法时，它再次使用hashCode()来找到数组中的索引，而后使用equals()方法找出正确的Entry，而后返回它的值。下面的图片解释了详细内容。
其它关于HashMap比较重要的问题是容量、负荷系数和阀值调整。HashMap默认的初始容量是32，负荷系数是0.75。阀值是为负荷系数乘以容量，不管什么时候咱们尝试添加一个entry，若是map的大小比阀值大的时候，HashMap会对map的内容进行从新哈希，且使用更大的容量。容量老是2的幂，因此若是你知道你须要存储大量的key-value对，好比缓存从数据库里面拉取的数据，使用正确的容量和负荷系数对HashMap进行初始化是个不错的作法。
18.hashCode()和equals()方法有何重要性？
HashMap使用Key对象的hashCode()和equals()方法去决定key-value对的索引。当咱们试着从HashMap中获取值的时候，这些方法也会被用到。若是这些方法没有被正确地实现，在这种状况下，两个不一样Key也许会产生相同的hashCode()和equals()输出，HashMap将会认为它们是相同的，而后覆盖它们，而非把它们存储到不一样的地方。一样的，全部不容许存储重复数据的集合类都使用hashCode()和equals()去查找重复，因此正确实现它们很是重要。equals()和hashCode()的实现应该遵循如下规则：
（1）若是o1.equals(o2)，那么o1.hashCode() == o2.hashCode()老是为true的。
（2）若是o1.hashCode() == o2.hashCode()，并不意味着o1.equals(o2)会为true。
19.咱们可否使用任何类做为Map的key？
咱们可使用任何类做为Map的key，然而在使用它们以前，须要考虑如下几点：
（1）若是类重写了equals()方法，它也应该重写hashCode()方法。
（2）类的全部实例须要遵循与equals()和hashCode()相关的规则。请参考以前提到的这些规则。
（3）若是一个类没有使用equals()，你不该该在hashCode()中使用它。
（4）用户自定义key类的最佳实践是使之为不可变的，这样，hashCode()值能够被缓存起来，拥有更好的性能。不可变的类也能够确保hashCode()和equals()在将来不会改变，这样就会解决与可变相关的问题了。
好比，我有一个类MyKey，在HashMap中使用它。
//传递给MyKey的name参数被用于equals()和hashCode()中 MyKey key = new MyKey('Pankaj'); //assume hashCode=1234 myHashMap.put(key, 'Value'); // 如下的代码会改变key的hashCode()和equals()值 key.setName('Amit'); //assume new hashCode=7890 //下面会返回null，由于HashMap会尝试查找存储一样索引的key，而key已被改变了，匹配失败，返回null myHashMap.get(new MyKey('Pankaj'));
那就是为什么String和Integer被做为HashMap的key大量使用。
20.Map接口提供了哪些不一样的集合视图？
Map接口提供三个集合视图：
（1）Set keyset()：返回map中包含的全部key的一个Set视图。集合是受map支持的，map的变化会在集合中反映出来，反之亦然。当一个迭代器正在遍历一个集合时，若map被修改了（除迭代器自身的移除操做之外），迭代器的结果会变为未定义。集合支持经过Iterator的Remove、Set.remove、removeAll、retainAll和clear操做进行元素移除，从map中移除对应的映射。它不支持add和addAll操做。
（2）Collection values()：返回一个map中包含的全部value的一个Collection视图。这个collection受map支持的，map的变化会在collection中反映出来，反之亦然。当一个迭代器正在遍历一个collection时，若map被修改了（除迭代器自身的移除操做之外），迭代器的结果会变为未定义。集合支持经过Iterator的Remove、Set.remove、removeAll、retainAll和clear操做进行元素移除，从map中移除对应的映射。它不支持add和addAll操做。
（3）Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()：返回一个map钟包含的全部映射的一个集合视图。这个集合受map支持的，map的变化会在collection中反映出来，反之亦然。当一个迭代器正在遍历一个集合时，若map被修改了（除迭代器自身的移除操做，以及对迭代器返回的entry进行setValue外），迭代器的结果会变为未定义。集合支持经过Iterator的Remove、Set.remove、removeAll、retainAll和clear操做进行元素移除，从map中移除对应的映射。它不支持add和addAll操做。
21.HashMap和HashTable有何不一样？
（1）HashMap容许key和value为null，而HashTable不容许。
（2）HashTable是同步的，而HashMap不是。因此HashMap适合单线程环境，HashTable适合多线程环境。
（3）在Java1.4中引入了LinkedHashMap，HashMap的一个子类，假如你想要遍历顺序，你很容易从HashMap转向LinkedHashMap，可是HashTable不是这样的，它的顺序是不可预知的。
（4）HashMap提供对key的Set进行遍历，所以它是fail-fast的，但HashTable提供对key的Enumeration进行遍历，它不支持fail-fast。
（5）HashTable被认为是个遗留的类，若是你寻求在迭代的时候修改Map，你应该使用CocurrentHashMap。
22.如何决定选用HashMap仍是TreeMap？
对于在Map中插入、删除和定位元素这类操做，HashMap是最好的选择。然而，假如你须要对一个有序的key集合进行遍历，TreeMap是更好的选择。基于你的collection的大小，也许向HashMap中添加元素会更快，将map换为TreeMap进行有序key的遍历。
23.ArrayList和Vector有何异同点？
ArrayList和Vector在不少时候都很相似。
（1）二者都是基于索引的，内部由一个数组支持。
（2）二者维护插入的顺序，咱们能够根据插入顺序来获取元素。
（3）ArrayList和Vector的迭代器实现都是fail-fast的。
（4）ArrayList和Vector二者容许null值，也可使用索引值对元素进行随机访问。
如下是ArrayList和Vector的不一样点。
（1）Vector是同步的，而ArrayList不是。然而，若是你寻求在迭代的时候对列表进行改变，你应该使用CopyOnWriteArrayList。
（2）ArrayList比Vector快，它由于有同步，不会过载。
（3）ArrayList更加通用，由于咱们可使用Collections工具类轻易地获取同步列表和只读列表。
24.Array和ArrayList有何区别？何时更适合用Array？
Array能够容纳基本类型和对象，而ArrayList只能容纳对象。
Array是指定大小的，而ArrayList大小是固定的。
Array没有提供ArrayList那么多功能，好比addAll、removeAll和iterator等。尽管ArrayList明显是更好的选择，但也有些时候Array比较好用。
（1）若是列表的大小已经指定，大部分状况下是存储和遍历它们。
（2）对于遍历基本数据类型，尽管Collections使用自动装箱来减轻编码任务，在指定大小的基本类型的列表上工做也会变得很慢。
（3）若是你要使用多维数组，使用[][]比List<List<>>更容易。
25.ArrayList和LinkedList有何区别？
ArrayList和LinkedList二者都实现了List接口，可是它们之间有些不一样。
（1）ArrayList是由Array所支持的基于一个索引的数据结构，因此它提供对元素的随机访问，复杂度为O(1)，但LinkedList存储一系列的节点数据，每一个节点都与前一个和下一个节点相链接。因此，尽管有使用索引获取元素的方法，内部实现是从起始点开始遍历，遍历到索引的节点而后返回元素，时间复杂度为O(n)，比ArrayList要慢。
（2）与ArrayList相比，在LinkedList中插入、添加和删除一个元素会更快，由于在一个元素被插入到中间的时候，不会涉及改变数组的大小，或更新索引。
（3）LinkedList比ArrayList消耗更多的内存，由于LinkedList中的每一个节点存储了先后节点的引用。
26.哪些集合类提供对元素的随机访问？
ArrayList、HashMap、TreeMap和HashTable类提供对元素的随机访问。
27.EnumSet是什么？
java.util.EnumSet是使用枚举类型的集合实现。当集合建立时，枚举集合中的全部元素必须来自单个指定的枚举类型，能够是显示的或隐示的。EnumSet是不一样步的，不容许值为null的元素。它也提供了一些有用的方法，好比copyOf(Collection c)、of(E first,E…rest)和complementOf(EnumSet s)。
28.哪些集合类是线程安全的？
Vector、HashTable、Properties和Stack是同步类，因此它们是线程安全的，能够在多线程环境下使用。Java1.5并发API包括一些集合类，容许迭代时修改，由于它们都工做在集合的克隆上，因此它们在多线程环境中是安全的。
29.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，容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。
30.BlockingQueue是什么？
Java.util.concurrent.BlockingQueue是一个队列，在进行检索或移除一个元素的时候，它会等待队列变为非空；当在添加一个元素时，它会等待队列中的可用空间。BlockingQueue接口是Java集合框架的一部分，主要用于实现生产者-消费者模式。咱们不须要担忧等待生产者有可用的空间，或消费者有可用的对象，由于它都在BlockingQueue的实现类中被处理了。Java提供了集中BlockingQueue的实现，好比ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue,、SynchronousQueue等。
31.队列和栈是什么，列出它们的区别？
栈和队列二者都被用来预存储数据。java.util.Queue是一个接口，它的实现类在Java并发包中。队列容许先进先出（FIFO）检索元素，但并不是老是这样。Deque接口容许从两端检索元素。
栈与队列很类似，但它容许对元素进行后进先出（LIFO）进行检索。
Stack是一个扩展自Vector的类，而Queue是一个接口。
32.Collections类是什么？
Java.util.Collections是一个工具类仅包含静态方法，它们操做或返回集合。它包含操做集合的多态算法，返回一个由指定集合支持的新集合和其它一些内容。这个类包含集合框架算法的方法，好比折半搜索、排序、混编和逆序等。
33.Comparable和Comparator接口是什么？
若是咱们想使用Array或Collection的排序方法时，须要在自定义类里实现Java提供Comparable接口。Comparable接口有compareTo(T OBJ)方法，它被排序方法所使用。咱们应该重写这个方法，若是“this”对象比传递的对象参数更小、相等或更大时，它返回一个负整数、0或正整数。可是，在大多数实际状况下，咱们想根据不一样参数进行排序。好比，做为一个CEO，我想对雇员基于薪资进行排序，一个HR想基于年龄对他们进行排序。这就是咱们须要使用Comparator接口的情景，由于Comparable.compareTo(Object o)方法实现只能基于一个字段进行排序，咱们不能根据对象排序的须要选择字段。Comparator接口的compare(Object o1, Object o2)方法的实现须要传递两个对象参数，若第一个参数比第二个小，返回负整数；若第一个等于第二个，返回0；若第一个比第二个大，返回正整数。
34.Comparable和Comparator接口有何区别？
Comparable和Comparator接口被用来对对象集合或者数组进行排序。Comparable接口被用来提供对象的天然排序，咱们可使用它来提供基于单个逻辑的排序。
Comparator接口被用来提供不一样的排序算法，咱们能够选择须要使用的Comparator来对给定的对象集合进行排序。
35.咱们如何对一组对象进行排序？
若是咱们须要对一个对象数组进行排序，咱们可使用Arrays.sort()方法。若是咱们须要排序一个对象列表，咱们可使用Collection.sort()方法。两个类都有用于天然排序（使用Comparable）或基于标准的排序（使用Comparator）的重载方法sort()。Collections内部使用数组排序方法，全部它们二者都有相同的性能，只是Collections须要花时间将列表转换为数组。
36.当一个集合被做为参数传递给一个函数时，如何才能够确保函数不能修改它？
在做为参数传递以前，咱们可使用Collections.unmodifiableCollection(Collection c)方法建立一个只读集合，这将确保改变集合的任何操做都会抛出UnsupportedOperationException。
37.咱们如何从给定集合那里建立一个synchronized的集合？
咱们可使用Collections.synchronizedCollection(Collection c)根据指定集合来获取一个synchronized（线程安全的）集合。
38.集合框架里实现的通用算法有哪些？
Java集合框架提供经常使用的算法实现，好比排序和搜索。Collections类包含这些方法实现。大部分算法是操做List的，但一部分对全部类型的集合都是可用的。部分算法有排序、搜索、混编、最大最小值。
39.大写的O是什么？举几个例子？
大写的O描述的是，就数据结构中的一系列元素而言，一个算法的性能。Collection类就是实际的数据结构，咱们一般基于时间、内存和性能，使用大写的O来选择集合实现。好比：例子1：ArrayList的get(index i)是一个常量时间操做，它不依赖list中元素的数量。因此它的性能是O(1)。例子2：一个对于数组或列表的线性搜索的性能是O(n)，由于咱们须要遍历全部的元素来查找须要的元素。
40.与Java集合框架相关的有哪些最好的实践？
（1）根据须要选择正确的集合类型。好比，若是指定了大小，咱们会选用Array而非ArrayList。若是咱们想根据插入顺序遍历一个Map，咱们须要使用TreeMap。若是咱们不想重复，咱们应该使用Set。
（2）一些集合类容许指定初始容量，因此若是咱们可以估计到存储元素的数量，咱们可使用它，就避免了从新哈希或大小调整。
（3）基于接口编程，而非基于实现编程，它容许咱们后来轻易地改变实现。
（4）老是使用类型安全的泛型，避免在运行时出现ClassCastException。
（5）使用JDK提供的不可变类做为Map的key，能够避免本身实现hashCode()和equals()。
（6）尽量使用Collections工具类，或者获取只读、同步或空的集合，而非编写本身的实现。它将会提供代码重用性，它有着更好的稳定性和可维护性。