40個Java集合類面試題和答案詳解

1、40個java集合類面試題和答案詳解java集合框架為java編程語言的基礎(chǔ)，也是java面試中很重要的一個知識點。這里，我列出了一些關(guān)于java集合的重要問題和答案。1.java集合框架是什么？說出一些集合框架的優(yōu)點？    每種編程語言中都有集合，最初的java版本包含幾種集合類：vector、stack、hashtable和array。隨著集合的廣泛使用，java1.2提出了囊括所有集合接口、實現(xiàn)和算法的集合框架。在保證線程安全的情況下使用泛型和并發(fā)集合類，java已經(jīng)經(jīng)歷了很久。它還包括在java并發(fā)包中，阻塞接口以及它們的實現(xiàn)。集合框架的部分優(yōu)點如下：（1）使用核

2、心集合類降低開發(fā)成本，而非實現(xiàn)我們自己的集合類。（2）隨著使用經(jīng)過嚴(yán)格測試的集合框架類，代碼質(zhì)量會得到提高。（3）通過使用jdk附帶的集合類，可以降低代碼維護(hù)成本。（4）復(fù)用性和可操作性。2.集合框架中的泛型有什么優(yōu)點？    java1.5引入了泛型，所有的集合接口和實現(xiàn)都大量地使用它。泛型允許我們?yōu)榧咸峁┮粋€可以容納的對象類型，因此，如果你添加其它類型的任何元素，它會在編譯時報錯。這避免了在運行時出現(xiàn)classcastexception，因為你將會在編譯時得到報錯信息。泛型也使得代碼整潔，我們不需要使用顯式轉(zhuǎn)換和instanceof操作符。它也給運行時帶來好處，因為不

3、會產(chǎn)生類型檢查的字節(jié)碼指令。3.java集合框架的基礎(chǔ)接口有哪些？    collection為集合層級的根接口。一個集合代表一組對象，這些對象即為它的元素。java平臺不提供這個接口任何直接的實現(xiàn)。    set是一個不能包含重復(fù)元素的集合。這個接口對數(shù)學(xué)集合抽象進(jìn)行建模，被用來代表集合，就如一副牌。    list是一個有序集合，可以包含重復(fù)元素。你可以通過它的索引來訪問任何元素。list更像長度動態(tài)變換的數(shù)組。    map是一個將key映射到value的對象.一個map不能包含重復(fù)的key：每個key最多只

4、能映射一個value。    一些其它的接口有queue、dequeue、sortedset、sortedmap和listiterator。4.為何collection不從cloneable和serializable接口繼承？    collection接口指定一組對象，對象即為它的元素。如何維護(hù)這些元素由collection的具體實現(xiàn)決定。例如，一些如list的collection實現(xiàn)允許重復(fù)的元素，而其它的如set就不允許。很多collection實現(xiàn)有一個公有的clone方法。然而，把它放到集合的所有實現(xiàn)中也是沒有意義的。這是因為collectio

5、n是一個抽象表現(xiàn)。重要的是實現(xiàn)。    當(dāng)與具體實現(xiàn)打交道的時候，克隆或序列化的語義和含義才發(fā)揮作用。所以，具體實現(xiàn)應(yīng)該決定如何對它進(jìn)行克隆或序列化，或它是否可以被克隆或序列化。    在所有的實現(xiàn)中授權(quán)克隆和序列化，最終導(dǎo)致更少的靈活性和更多的限制。特定的實現(xiàn)應(yīng)該決定它是否可以被克隆和序列化。5.為何map接口不繼承collection接口？    盡管map接口和它的實現(xiàn)也是集合框架的一部分，但map不是集合，集合也不是map。因此，map繼承collection毫無意義，反之亦然。    如果map繼承col

6、lection接口，那么元素去哪兒？map包含key-value對，它提供抽取key或value列表集合的方法，但是它不適合“一組對象”規(guī)范。6.iterator是什么？    iterator接口提供遍歷任何collection的接口。我們可以從一個collection中使用迭代器方法來獲取迭代器實例。迭代器取代了java集合框架中的enumeration。迭代器允許調(diào)用者在迭代過程中移除元素。7.enumeration和iterator接口的區(qū)別？    enumeration的速度是iterator的兩倍，也使用更少的內(nèi)存。enumeration是

7、非常基礎(chǔ)的，也滿足了基礎(chǔ)的需要。但是，與enumeration相比，iterator更加安全，因為當(dāng)一個集合正在被遍歷的時候，它會阻止其它線程去修改集合。迭代器取代了java集合框架中的enumeration。迭代器允許調(diào)用者從集合中移除元素，而enumeration不能做到。為了使它的功能更加清晰，迭代器方法名已經(jīng)經(jīng)過改善。8.為何沒有像iterator.add()這樣的方法，向集合中添加元素？    語義不明，已知的是，iterator的協(xié)議不能確保迭代的次序。然而要注意，listiterator沒有提供一個add操作，它要確保迭代的順序。9.為何迭代器沒有一個方法可以

8、直接獲取下一個元素，而不需要移動游標(biāo)？    它可以在當(dāng)前iterator的頂層實現(xiàn)，但是它用得很少，如果將它加到接口中，每個繼承都要去實現(xiàn)它，這沒有意義。10.iterater和listiterator之間有什么區(qū)別？（1）我們可以使用iterator來遍歷set和list集合，而listiterator只能遍歷list。（2）iterator只可以向前遍歷，而listiterator可以雙向遍歷。（3）listiterator從iterator接口繼承，然后添加了一些額外的功能，比如添加一個元素、替換一個元素、獲取前面或后面元素的索引位置。11.遍歷一個list有哪些不

9、同的方式？list<string> strlist = new arraylist<>(); /使用for-each循環(huán) for(string obj : strlist)   system.out.println(obj); /using iterator iterator<string> it = strlist.iterator(); while(it.hasnext()   string ob

10、j = it.next();   system.out.println(obj);     使用迭代器更加線程安全，因為它可以確保，在當(dāng)前遍歷的集合元素被更改的時候，它會拋出concurrentmodificationexception。12.通過迭代器fail-fast屬性，你明白了什么？    每次我們嘗試獲取下一個元素的時候，iterator fail-fast屬性檢查當(dāng)前集合結(jié)構(gòu)里的任何改動。如果發(fā)現(xiàn)任何改動，它拋出concurrentmodificationexception。collection中所有i

11、terator的實現(xiàn)都是按fail-fast來設(shè)計的（concurrenthashmap和copyonwritearraylist這類并發(fā)集合類除外）。13.fail-fast與fail-safe有什么區(qū)別？    iterator的fail-fast屬性與當(dāng)前的集合共同起作用，因此它不會受到集合中任何改動的影響。java.util包中的所有集合類都被設(shè)計為fail-fast的，而java.util.concurrent中的集合類都為fail-safe的。fail-fast迭代器拋出concurrentmodificationexception，而fail-safe迭代器從

12、不拋出concurrentmodificationexception。14.在迭代一個集合的時候，如何避免concurrentmodificationexception？    在遍歷一個集合的時候，我們可以使用并發(fā)集合類來避免concurrentmodificationexception，比如使用copyonwritearraylist，而不是arraylist。15.為何iterator接口沒有具體的實現(xiàn)？    iterator接口定義了遍歷集合的方法，但它的實現(xiàn)則是集合實現(xiàn)類的責(zé)任。每個能夠返回用于遍歷的iterator的集合類都有它自己的ite

13、rator實現(xiàn)內(nèi)部類。這就允許集合類去選擇迭代器是fail-fast還是fail-safe的。比如，arraylist迭代器是fail-fast的，而copyonwritearraylist迭代器是fail-safe的。16.unsupportedoperationexception是什么？    unsupportedoperationexception是用于表明操作不支持的異常。在jdk類中已被大量運用，在集合框架java.util.collections.unmodifiablecollection將會在所有add和remove操作中拋出這個異常。17.在java中，

14、hashmap是如何工作的？    hashmap在map.entry靜態(tài)內(nèi)部類實現(xiàn)中存儲key-value對。hashmap使用哈希算法，在put和get方法中，它使用hashcode()和equals()方法。當(dāng)我們通過傳遞key-value對調(diào)用put方法的時候，hashmap使用key hashcode()和哈希算法來找出存儲key-value對的索引。entry存儲在linkedlist中，所以如果存在entry，它使用equals()方法來檢查傳遞的key是否已經(jīng)存在，如果存在，它會覆蓋value，如果不存在，它會創(chuàng)建一個新的entry然后保存。當(dāng)我們通過傳遞k

15、ey調(diào)用get方法時，它再次使用hashcode()來找到數(shù)組中的索引，然后使用equals()方法找出正確的entry，然后返回它的值。下面的圖片解釋了詳細(xì)內(nèi)容。    其它關(guān)于hashmap比較重要的問題是容量、負(fù)荷系數(shù)和閥值調(diào)整。hashmap默認(rèn)的初始容量是32，負(fù)荷系數(shù)是0.75。閥值是為負(fù)荷系數(shù)乘以容量，無論何時我們嘗試添加一個entry，如果map的大小比閥值大的時候，hashmap會對map的內(nèi)容進(jìn)行重新哈希，且使用更大的容量。容量總是2的冪，所以如果你知道你需要存儲大量的key-value對，比如緩存從數(shù)據(jù)庫里面拉取的數(shù)據(jù)，使用正確的容量和負(fù)荷系數(shù)對has

16、hmap進(jìn)行初始化是個不錯的做法。18.hashcode()和equals()方法有何重要性？    hashmap使用key對象的hashcode()和equals()方法去決定key-value對的索引。當(dāng)我們試著從hashmap中獲取值的時候，這些方法也會被用到。如果這些方法沒有被正確地實現(xiàn)，在這種情況下，兩個不同key也許會產(chǎn)生相同的hashcode()和equals()輸出，hashmap將會認(rèn)為它們是相同的，然后覆蓋它們，而非把它們存儲到不同的地方。同樣的，所有不允許存儲重復(fù)數(shù)據(jù)的集合類都使用hashcode()和equals()去查找重復(fù)，所以正確實現(xiàn)它們非常

17、重要。equals()和hashcode()的實現(xiàn)應(yīng)該遵循以下規(guī)則：（1）如果o1.equals(o2)，那么o1.hashcode() = o2.hashcode()總是為true的。（2）如果o1.hashcode() = o2.hashcode()，并不意味著o1.equals(o2)會為true。19.我們能否使用任何類作為map的key？    我們可以使用任何類作為map的key，然而在使用它們之前，需要考慮以下幾點：（1）如果類重寫了equals()方法，它也應(yīng)該重寫hashcode()方法。（2）類的所有實例需要遵循與equals()和hashcode()相

18、關(guān)的規(guī)則。請參考之前提到的這些規(guī)則。（3）如果一個類沒有使用equals()，你不應(yīng)該在hashcode()中使用它。（4）用戶自定義key類的最佳實踐是使之為不可變的，這樣，hashcode()值可以被緩存起來，擁有更好的性能。不可變的類也可以確保hashcode()和equals()在未來不會改變，這樣就會解決與可變相關(guān)的問題了。    比如，我有一個類mykey，在hashmap中使用它。/傳遞給mykey的name參數(shù)被用于equals()和hashcode()中 mykey key = new mykey('pank

19、aj'); /assume hashcode=1234 myhashmap.put(key, 'value'); / 以下的代碼會改變key的hashcode()和equals()值 key.setname('amit'); /assume new hashcode=7890 /下面會返回null，因為hashmap會嘗試查找存儲同樣索引的key，而key已被改變了，匹配失敗，返回null myhashmap.get(new mykey('pankaj');&

20、#160;   那就是為何string和integer被作為hashmap的key大量使用。20.map接口提供了哪些不同的集合視圖？    map接口提供三個集合視圖：（1）set keyset()：返回map中包含的所有key的一個set視圖。集合是受map支持的，map的變化會在集合中反映出來，反之亦然。當(dāng)一個迭代器正在遍歷一個集合時，若map被修改了（除迭代器自身的移除操作以外），迭代器的結(jié)果會變?yōu)槲炊x。集合支持通過iterator的remove、set.remove、removeall、retainall和clear操作進(jìn)行元素移除，從map中移除對應(yīng)

21、的映射。它不支持add和addall操作。（2）collection values()：返回一個map中包含的所有value的一個collection視圖。這個collection受map支持的，map的變化會在collection中反映出來，反之亦然。當(dāng)一個迭代器正在遍歷一個collection時，若map被修改了（除迭代器自身的移除操作以外），迭代器的結(jié)果會變?yōu)槲炊x。集合支持通過iterator的remove、set.remove、removeall、retainall和clear操作進(jìn)行元素移除，從map中移除對應(yīng)的映射。它不支持add和addall操作。（3）set<map.e

22、ntry<k,v>> entryset()：返回一個map鐘包含的所有映射的一個集合視圖。這個集合受map支持的，map的變化會在collection中反映出來，反之亦然。當(dāng)一個迭代器正在遍歷一個集合時，若map被修改了（除迭代器自身的移除操作，以及對迭代器返回的entry進(jìn)行setvalue外），迭代器的結(jié)果會變?yōu)槲炊x。集合支持通過iterator的remove、set.remove、removeall、retainall和clear操作進(jìn)行元素移除，從map中移除對應(yīng)的映射。它不支持add和addall操作。21.hashmap和hashtable有何不同？（1）has

23、hmap允許key和value為null，而hashtable不允許。（2）hashtable是同步的，而hashmap不是。所以hashmap適合單線程環(huán)境，hashtable適合多線程環(huán)境。（3）在java1.4中引入了linkedhashmap，hashmap的一個子類，假如你想要遍歷順序，你很容易從hashmap轉(zhuǎn)向linkedhashmap，但是hashtable不是這樣的，它的順序是不可預(yù)知的。（4）hashmap提供對key的set進(jìn)行遍歷，因此它是fail-fast的，但hashtable提供對key的enumeration進(jìn)行遍歷，它不支持fail-fast。（5）hasht

24、able被認(rèn)為是個遺留的類，如果你尋求在迭代的時候修改map，你應(yīng)該使用cocurrenthashmap。22.如何決定選用hashmap還是treemap？    對于在map中插入、刪除和定位元素這類操作，hashmap是最好的選擇。然而，假如你需要對一個有序的key集合進(jìn)行遍歷，treemap是更好的選擇?；谀愕腸ollection的大小，也許向hashmap中添加元素會更快，將map換為treemap進(jìn)行有序key的遍歷。23.arraylist和vector有何異同點？    arraylist和vector在很多時候都很類似。（1）兩者都是

25、基于索引的，內(nèi)部由一個數(shù)組支持。（2）兩者維護(hù)插入的順序，我們可以根據(jù)插入順序來獲取元素。（3）arraylist和vector的迭代器實現(xiàn)都是fail-fast的。（4）arraylist和vector兩者允許null值，也可以使用索引值對元素進(jìn)行隨機(jī)訪問。    以下是arraylist和vector的不同點。（1）vector是同步的，而arraylist不是。然而，如果你尋求在迭代的時候?qū)α斜磉M(jìn)行改變，你應(yīng)該使用copyonwritearraylist。（2）arraylist比vector快，它因為有同步，不會過載。（3）arraylist更加通用，因為我們可以使

26、用collections工具類輕易地獲取同步列表和只讀列表。24.array和arraylist有何區(qū)別？什么時候更適合用array？    array可以容納基本類型和對象，而arraylist只能容納對象。    array是指定大小的，而arraylist大小是固定的。    array沒有提供arraylist那么多功能，比如addall、removeall和iterator等。盡管arraylist明顯是更好的選擇，但也有些時候array比較好用。（1）如果列表的大小已經(jīng)指定，大部分情況下是存儲和遍歷它們。（2）對于遍歷基本

27、數(shù)據(jù)類型，盡管collections使用自動裝箱來減輕編碼任務(wù)，在指定大小的基本類型的列表上工作也會變得很慢。（3）如果你要使用多維數(shù)組，使用比list<list<>>更容易。25.arraylist和linkedlist有何區(qū)別？    arraylist和linkedlist兩者都實現(xiàn)了list接口，但是它們之間有些不同。（1）arraylist是由array所支持的基于一個索引的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所以它提供對元素的隨機(jī)訪問，復(fù)雜度為o(1)，但linkedlist存儲一系列的節(jié)點數(shù)據(jù)，每個節(jié)點都與前一個和下一個節(jié)點相連接。所以，盡管有使用索引獲取元素的

28、方法，內(nèi)部實現(xiàn)是從起始點開始遍歷，遍歷到索引的節(jié)點然后返回元素，時間復(fù)雜度為o(n)，比arraylist要慢。（2）與arraylist相比，在linkedlist中插入、添加和刪除一個元素會更快，因為在一個元素被插入到中間的時候，不會涉及改變數(shù)組的大小，或更新索引。（3）linkedlist比arraylist消耗更多的內(nèi)存，因為linkedlist中的每個節(jié)點存儲了前后節(jié)點的引用。26.哪些集合類提供對元素的隨機(jī)訪問？    arraylist、hashmap、treemap和hashtable類提供對元素的隨機(jī)訪問。27.enumset是什么？  

29、0; java.util.enumset是使用枚舉類型的集合實現(xiàn)。當(dāng)集合創(chuàng)建時，枚舉集合中的所有元素必須來自單個指定的枚舉類型，可以是顯示的或隱示的。enumset是不同步的，不允許值為null的元素。它也提供了一些有用的方法，比如copyof(collection c)、of(e first,erest)和complementof(enumset s)。28.哪些集合類是線程安全的？    vector、hashtable、properties和stack是同步類，所以它們是線程安全的，可以在多線程環(huán)境下使用。java1.5并發(fā)api包括一些集合類，允許迭代時修改，因為它

30、們都工作在集合的克隆上，所以它們在多線程環(huán)境中是安全的。29.并發(fā)集合類是什么？    java1.5并發(fā)包（java.util.concurrent）包含線程安全集合類，允許在迭代時修改集合。迭代器被設(shè)計為fail-fast的，會拋出concurrentmodificationexception。一部分類為：copyonwritearraylist、 concurrenthashmap、copyonwritearrayset。30.blockingqueue是什么？    java.util.concurrent.blockingqueue是一個隊列，

31、在進(jìn)行檢索或移除一個元素的時候，它會等待隊列變?yōu)榉强眨划?dāng)在添加一個元素時，它會等待隊列中的可用空間。blockingqueue接口是java集合框架的一部分，主要用于實現(xiàn)生產(chǎn)者-消費者模式。我們不需要擔(dān)心等待生產(chǎn)者有可用的空間，或消費者有可用的對象，因為它都在blockingqueue的實現(xiàn)類中被處理了。java提供了集中blockingqueue的實現(xiàn)，比如arrayblockingqueue、linkedblockingqueue、priorityblockingqueue,、synchronousqueue等。31.隊列和棧是什么，列出它們的區(qū)別？    棧和隊列兩者

32、都被用來預(yù)存儲數(shù)據(jù)。java.util.queue是一個接口，它的實現(xiàn)類在java并發(fā)包中。隊列允許先進(jìn)先出（fifo）檢索元素，但并非總是這樣。deque接口允許從兩端檢索元素。棧與隊列很相似，但它允許對元素進(jìn)行后進(jìn)先出（lifo）進(jìn)行檢索。    stack是一個擴(kuò)展自vector的類，而queue是一個接口。32.collections類是什么？    java.util.collections是一個工具類僅包含靜態(tài)方法，它們操作或返回集合。它包含操作集合的多態(tài)算法，返回一個由指定集合支持的新集合和其它一些內(nèi)容。這個類包含集合框架算法的方法，比如折

33、半搜索、排序、混編和逆序等。33.comparable和comparator接口是什么？    如果我們想使用array或collection的排序方法時，需要在自定義類里實現(xiàn)java提供comparable接口。comparable接口有compareto(t obj)方法，它被排序方法所使用。我們應(yīng)該重寫這個方法，如果“this”對象比傳遞的對象參數(shù)更小、相等或更大時，它返回一個負(fù)整數(shù)、0或正整數(shù)。但是，在大多數(shù)實際情況下，我們想根據(jù)不同參數(shù)進(jìn)行排序。比如，作為一個ceo，我想對雇員基于薪資進(jìn)行排序，一個hr想基于年齡對他們進(jìn)行排序。這就是我們需要使用comparato

34、r接口的情景，因為cpareto(object o)方法實現(xiàn)只能基于一個字段進(jìn)行排序，我們不能根據(jù)對象排序的需要選擇字段。comparator接口的compare(object o1, object o2)方法的實現(xiàn)需要傳遞兩個對象參數(shù)，若第一個參數(shù)比第二個小，返回負(fù)整數(shù)；若第一個等于第二個，返回0；若第一個比第二個大，返回正整數(shù)。34.comparable和comparator接口有何區(qū)別？    comparable和comparator接口被用來對對象集合或者數(shù)組進(jìn)行排序。comparable接口被用來提供對象的自然排序，我們可以使用它來提供基于單個邏輯的排序。    comparator接口被用來提供不同的排序算法，我們可以選擇需要使用的comparator來對給定的對象集合進(jìn)行排序。35.我們?nèi)绾螌σ唤M對象進(jìn)行排序？    如果我們需要對一個對象數(shù)組進(jìn)行排序，我們可以使用arrays.sort()方法。如果我們需要排序一個對象列表，我們可以使用collection.sort()方法。兩個類都有用于自然排序（使用compara