Java集合类型面试最全总结【易错,易问】

前言： 之前有介绍过在reids中的五种常用类型： string hash list set zset 五种数据类型 。今天来介绍一下关于 java中的集合类型。还会进行基础的介绍不同之处。

基础使用

一直都想记录一下也是因为在刷题过程中，也都用用到各种的栈，队列。今日打算痛定思痛记录一番：

栈 Stack

在《算法》（第四版）中对栈的基础函数有以下比较常用的：

方法	介绍
Stack()	创建一个新栈
void push(Item item )	添加一个新的元素
Item pop（）	删除最近添加的元素，将元素从栈顶取出，有返回值
boolean isEmpty（）	判断栈是否已经为空
int size()	返回栈的长度

注： 关于栈的使用地方非常的多 例如对于很多的数的操作：数的前序和后序遍历，对于表达式的求解，前缀与后缀表达式都会有相对应的涉及。

队列 Queue

同上：

方法	介绍
Queue ()	创建一个空队列
void enqueue(Item item)	添加一个元素到队列中
Item dequeue ()	取出队列中 最早添加的元素
boolean isEmpty()	是否为空
int size()	此时队列的长度

注： 虽然对于队列来说，使用的比较少，但是基础的操作，对于树的层序遍历还是会使用到，同时对于判断平衡二叉树时候 也会使用到。

基础面试

说一说 List，Map，Set三者之前的区别

• List：存储的元素是不唯一的（可以存储一组由多个元素引用相同的对象） ，有序，可以插入时候 插入多条的null值。
• Set 不允许有重复的元素，不允许有多个元素应用的是相同的对象，只允许有一个null元素。
• Map： 使用键值对进行存取，Map本身会维护Key与Value之间的关系，在理论上不同的key可以引用相同的对象，但是Key值不能够是重复的。

Array与ArrayList有什么区别

• Array可以包含基本类型的对象类型，但是ArrayLsit只能包含对象类型的数据类型。
• Array的大小值是固定的，ArrayList的动态变化的
• ArrayList 还提供了Array不具有的方法，addAll()，removeAll()，iterator()。
• 对于基本数据类型，集合有采用自动封箱来减少代码量。但是对于处理固定大小的数据类型时候，处理起来就会比较慢

ArrayList 和LinkedList 的区别

• 是否保证线程安全： 都不是同步的，也就是说都不能够保证线程的安全性。
• 底层的数据结构： ArrayList底层使用的是 Object数组； LinkedList 底层使用的是 双向链表来实现
• 插入元素与删除元素时候是否会受到位置的影响：如前面所说的 Arr底层使用的是数组，所以在查找的效率会比较高，但是对于插入和删除而言，会动用到很多其他的元素。对于LinkedList而言底层采用链表结构 对于查找不是很有利，但是进行插入和删除会比较快。
• 是否支持随机访问： LinkedList 底层使用链表，不支持随机访问。ArrayList 底层使用Object数组 可以随机访问
• 空间占用： ArrayList 的空间浪费主要体现在List列表的结尾会预留一定量的空间容量，而LinkedList的空间发费体现在她的每一个元素消耗的空间都比Arr要多（因为对于一个链表的节点，不仅要存取其值，还要存取其前驱节点和后继节点信息。）

什么是迭代器

Iterator 接口中提供了很多对集合元素迭代的方法。每个集合中都有可以返回迭代器对象的方法iterator()。迭代器在迭代的过程中还可以删除底层的元素。

iterator和ListIterator的区别

• Iterator可以用来遍历Set与List，但是ListIterator只能用来遍历List.
• lterator 只能向前遍历 （next） 。而ListIterator可以向前遍历，也可以向后遍历（previous()）
  *ListIterator 实现了Iterator接口

ArrayList 和Vector 有什么区别

都是集成了List 接口 （List接口继承了Collection接口）都是有序的集合，相当于一种动态的数组可以按照位置索引号取出某个元素，并且运行元素是重复的，这是与HashSet最大不同的地方。主要有两个方面的区别：

• 同步性：
  对于 Vertor是线程安全的，也就是说她的方法是线程同步的，而ArrayList是线程不安全的。如果有一个线程访问集合，最好使用ArrayList，不用考虑线程安全的情况下，效率会更高。对于有多个线程访问时候，使用到Vertor 因为不需要我们自己去考虑编写线程安全的代码。
• 数据增长:
  对于ArrayList 与 Vertor都有一个初始的容量大小，当数据增长到存储的容量时候，就需要增加空间， 他们的存储空间，每次都会增加一定数量的存储空间，对于Vertor增长的是原来的两倍，而在Arr中源码表示的是增长 1.5倍。Arr与Vertor都可以设置初始的空间大小。Ver还可以设置增长的空间大小，但是Arr没有提供增长空间的方法。

ArrayList，Vertor，LinkedList的存储特性

ArrayList与 Vertor都是使用数组进行存储，相对之下，查找较快，但是插入和删除比较慢，LinkedList使用双向链表与之相反，关于 为什么Vertor的效率较Arr慢，是因为使用了synchronized（线程安全） 所以性能就会较差。

HashMap 和HashTable 的区别

两者都实现了Map接口 主要区别在 安全性 同步性，和速度上。

1. 是否线程安全： HashMap是线程不安全，对于 Hashtable 内部都经过了synchronized的修饰，线程同步安全。
   2.效率： 由于synchronize的修饰 效率会交HashMap差一点。
2. 对于 null key 与 null value的支持：对于HashMap 支持null key但是只能有一个key的值为null。对于 value可以有多个的value值为null。
   而在HashTable中 key值是不可以为null的。
3. 底层数据结构的处理： 对于HashMap 在JDK1.8中增加了红黑树的处理，对于一个数组中的链表长度大于阙值（8）时候 会将链表自动转换为红黑树，以增加效率，但是在 HashTable中 没有这样的处理。

HashMap 与 HashSet的区别

HashMap	HashSet
实现了Map接口	实现了Set接口
储存键值对	仅仅储存对象
使用了Key值一系列的计算 来计算hashCode	使用成员对象来计算 hashCode 对于两个对象来说，hashcode可能是相同的，所以使用 equals来判断对象的相等性

HashSet如何检查是否重复

往HashSet中存放一个元素时候 HashSet首先会根据 对象的hashCode值判断当前集合中此hashCode对应的位置有没有值，如果没有就直接添加，若是有就使用equals 来判断两个对象是否相同，相同就不再存储（保证了Set集合的不可重复性）否则就散列到其他位置存储。

Collection和Collections的区别

• Collection是集合类的上级接口，继承他的接口主要有Set和List
• Collections 仅是针对集合封装类的一个类，提供一系列的静态方法对各种几何的搜索，排序，线程安全化等操作。在java.util 包下面。

List、Map、Set 三个接口，存取元素时，各有什么特点？

• 首先，List 与 Set 具有相似性，它们都是单列元素的集合，所以，它们有一个功共同的父接口，叫 Collection。Set 里面不允许有重复的元素，所谓重复，即不能有两个相等（注意，不是仅仅是相同）的对象 ，即假设 Set 集合中有了一个 A 对象，现在我要向 Set 集合再存入一个 B 对象，但 B 对象与 A 对象equals 相等，则 B 对象存储不进去，所以，Set 集合的 add 方法有一个 boolean 的返回值，当集合中没有某个元素，此时 add 方法可成功加入该元素时，则返回 true，当集合含有与某个元素 equals 相等的元素时，此时 add 方法无法加入该元素，返回结果为 false。Set 取元素时，没法说取第几个，只能以 Iterator 接口取得所有的元素，再逐一遍历各个元素。

• List 表示有先后顺序的集合， 注意，不是那种按年龄、按大小、按价格之类的排序。当我们多次调用 add(Object) 方法时，每次加入的对象就像火车站买票有排队顺序一样，按先来后到的顺序排序。有时候，也可以插队，即调用 add(int index,Obj e) 方法，就可以指定当前对象在集合中的存放位置。一个对象可以被反复存储进 List 中，每调用一次 add 方法，这个对象就被插入进集合中一次，其实，并不是把这个对象本身存储进了集合中，而是在集合中用一个索引变量指向这个对象，当这个对象被 add 多次时，即相当于集合中有多个索引指向了这个对象，如图 x 所示。List 除了可以以 Iterator 接口取得所有的元素，再逐一遍历各个元素之外，还可以调用 get(index i) 来明确说明取第几个。

• Map 与 List 和 Set 不同，它是双列的集合，其中有 put 方法，定义如下：put(obj key,obj value)，每次存储时，要存储一对 key/value，不能存储重复的 key，这个重复的规则也是按 equals 比较相等。取则可以根据 key 获得相应的 value，即 get(Object key) 返回值为 key 所对应的 value。另外，也可以获得所有的 key 的结合，还可以获得所有的 value 的结合，还可以获得 key 和 value 组合成的 Map.Entry 对象的集合。
  List 以特定次序来持有元素，可有重复元素。Set无法拥有重复元素, 内部排序。Map 保存 key-value 值，value 可多值。 HashSet 按照 hashcode 值的某种运算方式进行存储，而不是直接按 hashCode 值的大小进行存储。例如，“abc” —> 78，“def” —> 62，“xyz” —> 65 在 hashSet 中的存储顺序不是 62,65,78，

两个对象值相同 (x.equals(y) == true)，但却可有不同的 hash code，这句话对不对?

对。如果对象要保存在 HashSet 或 HashMap 中，它们的 equals 相等，那么，它们的 hashcode 值就必须相等。 如果不是要保存在 HashSet 或 HashMap，则与 hashcode 没有什么关系了，这时候 hashcode 不等是可以的，例如 arrayList 存储的对象就不用实现 hashcode，当
然，我们没有理由不实现，通常都会去实现的。

heap 和stack 有什么区别

Java 的内存分为两类，一类是堆内存，一类是栈内存。栈内存是指程序进入到一个方法时候，会为这个方法单独分配一块私属空间，用于存储这个方法内部的局部变量，当这个方法结束的时候，分配给这个方法的栈会释放，这个栈中的变量也会随之释放。
堆与栈作用于不同的内存，一般用于存放的是不在当前方法栈中的那些数据，例如使用new 创建的对象都是存放在堆上，所以说 不会随着方法的结束而消失。并且在方法中的局部变量使用到了final修饰后，放在堆中（此处使用到了jvm的相关知识）。

LinkedhashMap的实现原理

也是基于HashMap实现的 不同的是它定义了一个Entry header ，这个 header不是存在方Table里面，是额外独立出来的。LinkedHashMap 通过继承 hashMap 中的 Entry, 并添加两个属性 Entry
before,after, 和 header 结合起来组成一个双向链表，来实现按插入顺序或访问顺序排序LinkedHashMap 定义了排序模式 accessOrder，该属性为 boolean 型变量，对于访问顺序，为 true；对于插入顺序，则为 false。一般情况下，不必指定排序模式，其迭代顺序即为默认为插入顺序。

Comparable和Compartor接口是干什么，列出区别

Java 提供了只包含一个conpareTo方法的Comparable接口，这个方法可以给两个对象排序，用来返回 负数，0 和正数，来表示 小于 等于 大于。
对于 Compartor提供了compare() 和 equals() 两个方法。compare和compareTo的使用大概相同，传进去两个参数。equals() 需要一个对象作为参数，用来判断输入的参数是否和compartor相等，只有两者相等时候 返回true；

框架大体

-》 collection

List

• ArrayList ： Object 数组，线程不安全的 查询块 增删慢，效率高。
• Vertor： Object 数组，线程安全，查询块，增删慢，效率较Arr低。
• LinkedList ： 双向链表，线程不安全，查询块，增删慢，效率高。

Set

• HashSet ： HashMap底层存储，无序，唯一
• LinkedHashSet： 继承自 HashSet ，内部实现其实使用的是 LinkedHashMap
• TreeSet 有序 唯一 红黑树。

-》 Map

• HashMap ： 使用数组加链表完成，具体实现有具体的文章讲到。
• TreeMap： 红黑树。
• LinkedHashMap: 继承自HashMap 所以底层使用 数组+链表/红黑树实现。但是增加了一个双向链表。使得在插入的时候可以保证插入顺序。
• Hashtable: 数组加链表实现。链表是为了解决Hash冲突问题。