容器

* Java 容器都有哪些？

Java 容器分为 Collection 和 Map 两大类，其下又有很多子类，如下所示：

• Collection

• List

  • ArrayList implements List 动态数组
  • LinkedList implements List 双向链表
  • Vector implements List （线程安全的ArrayList,用synchnoized保证线程安全，所以性能较较低）
  • Stack extends Vector（后进先出（LIFO）的堆栈结构，,线程安全的，push pop ，通常情况下用实现了Deque接口-double end queue 双端队列 的LinkedList、ArrayDeque）

• Set

  • HashSet 底层是HashMap ，用法和HashMap一样，但是不能重复
  • LinkedHashSet extends HashSet ，最主要是通过链表保证了元素的插入和读取顺序，同时不允许数据重复
  • TreeSet 会进行排序，但是不是插入顺序，根据自然排序或者自定义的比较器进行排序；红黑树实现，插入、删除和查找性能较好，空间复杂度较高，需要维护更多的属性保持平衡

• Map

• HashMap 基于哈希表

  • LinkedHashMap extends HashMap 继承了HashMap,保证插入顺序和读取顺序的一致

• TreeMap 基于红黑树实现，自然排序或者自定义排序，可以按照范围查询，subMap() headMap tailMap；空间负载度高

• ConcurrentHashMap 线程安全的HashMap。采用分段锁。保证高并发的性能

• Hashtable 线程安全的HashMap,不推荐使用了

* Collection 和 Collections 有什么区别？

• 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，所有集合都是它的子类，比如 List、Set 等。
• Collections 是一个包装类，包含了很多静态方法，不能被实例化，就像一个工具类，比如提供的排序方法：Collections. sort(list)。

* List、Set、Map 之间的区别是什么？

List、Set、Map 的区别主要体现在两个方面：元素是否有序、是否允许元素重复。

ArrayList 有序可重复

LinkedList 有序可重复

HashSet 无需不可重复

LinkedHashSet 有序不可重复

TreeSet 有序不可重复

HashMap 不可重复key唯一，无序

TreeMap 不可重复key唯一，有序

* HashMap 和 Hashtable 有什么区别？

• 存储：HashMap 运行 key 和 value 为 null，而 Hashtable 不允许。

• 线程安全：Hashtable 是线程安全的，而 HashMap 是非线程安全的。

• 推荐使用：在 Hashtable 的类注释可以看到，Hashtable 是保留类不建议使用，推荐在单线程环境下使用 HashMap 替代，如果需要多线程使用则用 ConcurrentHashMap 替代。

  ConcurrentHashMap 是通过分段存储的，分段加锁，大大降低了线程冲突的概率

  线程安全

  在多线程环境中，线程安全的容器会通过同步机制保证线程执行的顺序性，保证执行结果的一致性

* 如何决定使用 HashMap 还是 TreeMap？

对于在 Map 中插入、删除、定位一个元素这类操作，HashMap 是最好的选择，因为相对而言 HashMap 的插入会更快，但如果你要对一个 key 集合进行有序的遍历，那 TreeMap 是更好的选择。

* 说一下 HashMap 的实现原理？

HashMap 基于 Hash 算法实现的，我们通过 put(key,value)存储，get(key)来获取。当传入 key 时，HashMap 会根据 key. hashCode() 计算出 hash 值，根据 hash 值将 value 保存在 bucket 里。当计算出的 hash 值相同时，我们称之为 hash 冲突（不同的键值具有相同的hashCode），HashMap 的做法是用链表和红黑树存储相同 hash 值的 value。当 hash 冲突的个数比较少时，使用链表否则使用红黑树。

* 说一下 HashSet 的实现原理？

HashSet 是基于 HashMap 实现的，HashSet 底层使用 HashMap 来保存所有元素，因此 HashSet 的实现比较简单，相关 HashSet 的操作，基本上都是直接调用底层 HashMap 的相关方法来完成，HashSet 不允许重复的值。

在HashSet中添加数据的时候，先计算hashcode的值，然后在集合中查找是否存在hashcode的值，没有的话就将该数据添加到集合中；；；如果集合中有相同的hashcode，就会判断equls是否一样，如果一样的话，不进行任何操作，如果不一样的话，HashSet会认为这两个数据不一样，一样会被添加进去。

hashcode和equalsd 都一样才被认为是同一个对象

* ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么？

• 数据结构实现：ArrayList 是动态数组的数据结构实现，而 LinkedList 是双向链表的数据结构实现。
• 随机访问效率：ArrayList 比 LinkedList 在随机访问的时候效率要高，因为 LinkedList 是线性的数据存储方式，所以需要移动指针从前往后依次查找。
• 增加和删除效率：在非首尾的增加和删除操作，LinkedList 要比 ArrayList 效率要高，因为 ArrayList 增删操作要影响数组内的其他数据的下标。

综合来说，在需要频繁读取集合中的元素时，更推荐使用 ArrayList，而在插入和删除操作较多时，更推荐使用 LinkedList。

* 如何实现数组和 List 之间的转换？

• 数组转 List：使用 Arrays. asList(array) 进行转换。
• List 转数组：使用 List 自带的 toArray() 方法。

代码示例：

List <String> list = new ArrayList <String>();
String[] array = new String[]{"王磊","的博客"};

* ArrayList 和 Vector 的区别是什么？

• 用法一致

• 线程安全：Vector 使用了 Synchronized 来实现线程同步，是线程安全的，而 ArrayList 是非线程安全的。

• 性能：ArrayList 在性能方面要优于 Vector。

• 扩容：ArrayList 和 Vector 都会根据实际的需要动态的调整容量，只不过在 Vector 扩容每次会增加 1 倍，而 ArrayList 只会增加 50%

• ArrayList 在容量的0.75的时候触发扩容，Vector总是在元素数量达到数组数量的是进行扩容操作

  // 创建一个 Vector 实例，和ArrayList的用法是一样的，但是是线程安全的
  Vector <String> vector = new Vector<>();

    // 添加元素
    vector.add("Apple");
    vector.add("Banana");
    vector.add("Orange");
  
    // 获取元素
    System.out.println("Elements in the Vector:");
    for (String fruit : vector) {
        System.out.println(fruit);
    }
  
    // 使用 Iterator 迭代元素
    Iterator<String> iterator = vector.iterator();
    System.out.println("\nElements using Iterator:");
    while (iterator.hasNext()) {
        System.out.println(iterator.next());
    }
  
    // 修改元素
    vector.set(1, "Grapes");
  
    // 删除元素
    vector.remove("Orange");
  
    // 获取元素个数
    int size = vector.size();
    System.out.println("\nVector size: " + size);
  

* Array 和 ArrayList 有何区别？

• Array 可以存储基本数据类型和对象，ArrayList 只能存储对象。
• Array 是指定固定大小的，而 ArrayList 大小是自动扩展的。
• Array 内置方法没有 ArrayList 多，比如 addAll、removeAll、iteration 等方法只有 ArrayList 有。

* 在 Queue 中 poll()和 remove()有什么区别？

• 相同点：都是返回第一个元素，并在队列中删除返回的对象。
• 不同点：如果没有元素 poll()会返回 null，而 remove()会直接抛出 NoSuchElementException 异常。

代码示例：

Queue <String> queue = new LinkedList <String>();

queue. offer("string"); // add

System. out. println(queue. poll());

System. out. println(queue. remove());

System. out. println(queue. size());

* 哪些集合类是线程安全的？

Vector、Hashtable、Stack 都是线程安全的，而像 HashMap 则是非线程安全的，不过在 JDK 1.5 之后随着 Java. util. concurrent 并发包的出现，它们也有了自己对应的线程安全类，比如 HashMap 对应的线程安全类就是 ConcurrentHashMap。

* 迭代器 Iterator 是什么？

Iterator 接口提供遍历任何 Collection 的接口。我们可以从一个 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，迭代器允许调用者在迭代过程中移除元素。

* Iterator 怎么使用？有什么特点？

Iterator 使用代码如下：

List <String> list = new ArrayList<>();
Iterator <String> it = list. iterator();
String obj = it. next();
System. out. println(obj);

Iterator 的特点是更加安全，因为它可以确保，在当前遍历的集合元素被更改的时候，就会抛出 ConcurrentModificationException 异常。

* Iterator 和 ListIterator 有什么区别？

• Iterator 可以遍历 Set 和 List 集合，而 ListIterator 只能遍历 List。
• Iterator 只能单向遍历，而 ListIterator 可以双向遍历（向前/后遍历）。
• ListIterator 从 Iterator 接口继承，然后添加了一些额外的功能，比如添加一个元素、替换一个元素、获取前面或后面元素的索引位置。

* 怎么确保一个集合不能被修改？

可以使用 Collections. unmodifiableCollection(Collection c) 方法来创建一个只读集合(不能修改元集合的长度，也不能修改元素的内容)，这样改变集合的任何操作都会抛出 Java. lang. UnsupportedOperationException 异常。 它是对原集合的一个映射。

示例代码如下：

List <String> list = new ArrayList<>();
Collection <String> clist = Collections. unmodifiableCollection(list);
clist. add("y"); // 运行时此行报错
System. out. println(list. size());