面试必备：30个Java集合面试问题及答案

Java集合框架为Java编程语言的基础，也是Java面试中很重要的一个知识点。这里，我列出了一些关于Java集合的重要问题和答案。

1.Java集合框架是什么？说出一些集合框架的优势？

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：

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。

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。

经过使用JDK附带的集合类，能够下降代码维护成本。

复用性和可操做性。

2.集合框架中的泛型有什么优势？

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。

3.Java集合框架的基础接口有哪些？

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。

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。点击这里一文学会序列化。

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。点击这里一文学会序列化。

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.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）。

12.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。

Fall—fast迭代器抛出ConcurrentModificationException，

fall—safe迭代器从不抛出ConcurrentModificationException。

13.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。

14.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。

15.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。

16.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。点击这里一文搞懂它们之间的关系。

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：

若是o1.equals(o2)，那么o1.hashCode == o2.hashCode老是为true的。

若是o1.hashCode == o2.hashCode，并不意味着o1.equals(o2)会为true。

17.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> 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。

18.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。

19.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。

20.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。

21.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>更容易。

22.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。

23.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。

24.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。点击这里一文搞懂问什么线程不安全。

25.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。

26.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。

27.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。

28.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。

29.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。

30.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。

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