JavaSE之集合篇

1.Collection和Collections有什么区别？

1. Collection是一个集合接口，它提供了对集合对象进行基本操作的通用接口方法。
2. Collections是一个包装类，它包含有各种有关集合操作的静态多态方法。此类不能实例化，就像一个工具类，服务于Java的Collection框架。

2.如果集合存储的是对象如何排序，有几种方式？

1. 实现Comparable接口
2. 通过Collections工具类Collections.sort
3. 通过Stream

详见几种集合的排序方式

3.在遍历时删除List集合中的数据有几种方式？

1. 通过普通的for循环，如果删除需要做一次i--;只能通过内容删，不可以通过索引删除。
2. 使用迭代器，使用Iterator的remove方法移除当前对象，不能使用List.remove
3. 将原来的copy一份副本，遍历原来的list，然后删除副本（fail-safe）
4. 使用并发安全的集合类
5. 通过Stream的过滤方法
6. 通过removeIf方法
7. 详见如何在遍历时删除集合的数据

4.Set是如何保证元素不重复的?

1. TreeSet是二叉树实现的，TreeSet中的数据是自动排好序的，不允许放入null值；底层基于TreeMap，TreeMap基于红黑树。
2. HashSet是哈希表实现的，HashSet中的数据是无序的，可以放入null，但只能放入一个null，两者中的值都不能重复，就如数据库中唯一约束；底层基于HashMap

5.HashSet，TreeSet，LinkedHashSet有何区别

• HashSet：最简单的Set，只提供去重的能力
• LinkedHashSet：和HashSet相比它是顺序的，会记录插入的顺序，性能比HashSet差点
• TreeSet：提供去重和排序的能力

6.ArrayList、LinkedList与Vector的区别？

• ArrayList：底层是数组，适用于get/set多的场景
• LinkedList：底层是双向链表，更适合添加/删除多的场景
• Vector：相当于加锁的ArrayList

7.ArrayList初始容量是多少？内部是如何扩容的？为什么扩充这么多？

JDK1.7之前ArrayList默认大小是10，JDk1.7之后是0，在第一次插入数据时变为0.

1. 检查新增元素后是否会超过数组的容量，如果超过，则进行下一步扩容
2. 设置新的容量为老容量的1.5倍，最多不超过2^31-1，初始10下一次就是15
   • int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
3. 创建新数据，先将老数据复制到新数组，再插入新数据替换掉之前的数组，之前的数组交给GC回收，扩容完成
4. 因为>>1相当于除以2，使用位运算效率比除法更高。

8.ArrayList的subList方法有什么需要注意的地方吗？

subList是List接口中定义的一个方法，该方法主要用于返回一个集合中的一段。

1. SubList是ArrayList的内部类，没有继承关系，所以SubList无法直接强制转换为ArrayList或其他List。
2. SubList返回的是一个视图，它只是将List中的部分属性直接赋值给了自己，如果需要修改等，可以复制

subList = Lists.newArrayList(subList);
list.stream().skip(strart).limit(end).collect(Collectors.toList());

9.HashMap、Hashtable和ConcurrentHashMap的区别？

1. HashMap是非线程安全的，Hashtable和ConcurrentHashMap是线程安全的。
2. HashTable和ConcurrentHashMap的key和value都不允许出现null值，HashMap对null无限制。
3. HashMap底层是基于数组+链表，HashTable底层是哈希表

10.Hashtable和ConcurrentHashMap如何实现线程安全？

Hashtable中的方法是同步的，所以它是线程安全的。

ConcurrentHashMap使用分段锁和“CAS+Synchronized”机制，在插入时

• 如果此段没有数据，则使用CAS插入
• 如果有数据则使用Synchronized锁住第一个节点

11.HashMap、Hashtable和ConcurrentHashMap的扩容机制？

• HashMap默认16，当元素个数超过容量的75%时会扩大到原来的2倍；
• Hashtable默认11，当元素个数超过容量的75%时会扩大到原来的2倍+1；
• ConcurrentHashMap默认16，当元素个数超过容量的75%时会扩大到原来的2倍，且采用分段锁，每个段独立进行扩容操作，避免了整个ConcurrentHashMap的锁竞争。

12.介绍下hashcode和equals以及其使用场景

• hashcode：返回一个int类型数字，根据一定的hash规则(存储地址，字段，长度等)，映射成一个数组，即散列值
• equals：顶级类Object里面的方法，所有的类都是继承Object，根据匹配规则返回boolean用于匹配对象是否相同，常用逻辑
  1. 地址是否一样
  2. 非空判断和Class类型判断
  3. 强转
  4. 对象里面的字段一一匹配
• 使用场景：对象比较、或者集合容器里面排重、比较、排序

public class User {
    private int age;
    private String name;
    private Date time;
    // get&&set
    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(age,name,time);
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if(this == obj) return true;
        if(obj == null || getClass() != obj.getClass()) return false;
        User user = (User) obj;
        return age == user.age && Objects.equals(name, user.name) && Objects.equals(time, user.time);
    }
}

13.HashMap和TreeMap应该怎么选择?

TreeMap适用于需要排序的情况，可自定义排序列表，底层是平衡二叉树，一般性能比HashMap差；而HashMap底层是数组+链表。

14.如果Map需要排序，该如何排序？

按照添加顺序使用LinkedHashMap，按照自然排序使用TreeMap，自定义排序 TreeMap(Comparetor c)

15.需要线程安全且效率更高的Map该如何选择？

使用ConcurrentHashMap，其线程安全且效率比Hashtable更高

16.看过HashMap的源码吗？其底层是如何实现的?

数组+（链表/红黑树），当链表长度>8会转换成红黑树

17.HashMap内部的bucket数组长度为什么一直都是2的整数次幂？

HashMap计算出Hash值后，使用&与运算（都是1才是1）代替取模%运算，而使用&运算必须要是2的整数次幂-1(转成二进制全是1)才能实现取模%运算的效果。

比如50 & 15 = 50 % 15 = 2

18.为什么ConcurrentHashMap不允许null值？

当一个线程将null值插入到ConcurrentHashMap中时，其他线程可能无法正确判断该位置是否有值，

19.设计一个高效的并发数组

仿CopyOnWriteArrayList，对于修改操作，使用synchronized；对于查询操作，使用volatile；

修改数据时进行复制，更新完成后进行替换，也就是说不会影响读操作，进行读取时也不需要加锁。