java集合類框架的基本接口有哪些？
答：Collection：代表一組對象，每一個對象都是它的子元素
Set：不包括重複元素的Collection
List：有順序的Collection，並且可以包含重複元素
Map：可以把鍵（key）映射到值（value）的對象，鍵不能重複
下面是詳細解釋：
轉自：牛客網
（一）總共有兩大接口：Collection和Map，一個是元素集合，一個是鍵值對集合。
（二）其中List接口和Set接口繼承了Collection接口，一個是有序元素集合，一個是無序元素集合
（三）ArrayList類和LinkList類實現了List接口
（3.1）ArrayList底層採用數組存儲，因此適合查詢，不適合增刪
（3.2）LinkList底層採用雙向鏈表，適合增刪，不適合查詢
（四）HashSet（哈希表、散列表）實現了Set接口
（五）TreeSet實現了SortedSet接口（圖上沒畫出來）。無序，不可重複，但可按照元素大小自動排序，或者自定義排序方法
（六）HashMap和HashTable實現了Map，其中HashTable是線程安全的，但是HashMap性能更好
（七）TreeMap實現了SortedMap接口（圖上沒畫出來）。無序，不可重複，但可按照元素大小自動排序或者自定義排序方法
1. 如何權衡是使用無序的數組還是有序的數組？
有序數組最大的好處在於查找的時間複雜度是O(log n)，而無序數組是O(n)。有序數組的缺點是插入操作的時間複雜度是O(n)，因爲值大的元素需要往後移動來給新元素騰位置。相反，無序數組的插入時間複雜度是常量O(1)。
2. Java集合類框架的最佳實踐有哪些？
- 根據應用的需要正確選擇要使用的集合的類型對性能非常重要，比如：假如元素的大小是固定的，而且能事先知道，我們就應該用Array而不是ArrayList。
- 有些集合類允許指定初始容量。因此，如果我們能估計出存儲的元素的數目，我們可以設置初始容量來避免重新計算hash值或者是擴容。
- 爲了類型安全，可讀性和健壯性的原因總是要使用泛型。同時，使用泛型還可以避免運行時的ClassCastException。
- 使用JDK提供的不變類(immutable class)作爲Map的鍵可以避免爲我們自己的類實現hashCode()和equals()方法。
- 編程的時候接口優於實現。
- 底層的集合實際上是空的情況下，返回長度是0的集合或者是數組，不要返回null。
3. HashSet和TreeSet有什麼區別？
HashSet是由一個hash表來實現的，因此，它的元素是無序的。add()，remove()，contains()方法的時間複雜度是O(1)。
另一方面，TreeSet是由一個樹形的結構來實現的，它裏面的元素是有序的。因此，add()，remove()，contains()方法的時間複雜度是O(logn)。
4. ArrayList和LinkedList有什麼區別？
ArrayList和LinkedList都實現了List接口，他們有以下的不同點：
ArrayList是基於索引的數據接口，它的底層是數組。它可以以O(1)時間複雜度對元素進行隨機訪問。與此對應，LinkedList是以元素列表的形式存儲它的數據，每一個元素都和它的前一個和後一個元素鏈接在一起，在這種情況下，查找某個元素的時間複雜度是O(n)。
相對於ArrayList，LinkedList的插入，添加，刪除操作速度更快，因爲當元素被添加到集合任意位置的時候，不需要像數組那樣重新計算大小或者是更新索引。
LinkedList比ArrayList更佔內存，因爲LinkedList爲每一個節點存儲了兩個引用，一個指向前一個元素，一個指向下一個元素。
數組(Array)和列表(ArrayList)有什麼區別？什麼時候應該使用Array而不是ArrayList？
5. 下面列出了Array和ArrayList的不同點：
- Array可以包含基本類型和對象類型，ArrayList只能包含對象類型。
- Array大小是固定的，ArrayList的大小是動態變化的。
- ArrayList提供了更多的方法和特性，比如：addAll()，removeAll()，iterator()等等。
- 對於基本類型數據，集合使用自動裝箱來減少編碼工作量。但是，當處理固定大小的基本數據類型的時候，這種方式相對比較慢。
6. HashMap和Hashtable有什麼區別？
- HashMap和Hashtable都實現了Map接口，因此很多特性非常相似。但是，他們有以下不同點：
- HashMap允許鍵和值是null，而Hashtable不允許鍵或者值是null。
- Hashtable是同步的，而HashMap不是。因此，HashMap更適合於單線程環境，而Hashtable適合於多線程環境。
- HashMap提供了可供應用迭代的鍵的集合，因此，HashMap是快速失敗的。另一方面，Hashtable提供了對鍵的列舉(Enumeration)。
7. Java中的HashMap的工作原理是什麼？
Java中的HashMap是以鍵值對(key-value)的形式存儲元素的。HashMap需要一個hash函數，它使用hashCode()和equals()方法來向集合/從集合添加和檢索元素。當調用put()方法的時候，HashMap會計算key的hash值，然後把鍵值對存儲在集合中合適的索引上。如果key已經存在了，value會被更新成新值。HashMap的一些重要的特性是它的容量(capacity)，負載因子(load factor)和擴容極限(threshold resizing)。
Collection
來源於Java.util包，是非常實用常用的數據結構!!!!!字面意思就是容器。具體的繼承實現關係如下圖，先整體有個印象，再依次介紹各個部分的方法，注意事項，以及應用場景。
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collection主要方法:
boolean add(Object o)添加對象到集合
boolean remove(Object o)刪除指定的對象
int size()返回當前集合中元素的數量
boolean contains(Object o)查找集合中是否有指定的對象
boolean isEmpty()判斷集合是否爲空
Iterator iterator()返回一個迭代器
boolean containsAll(Collection c)查找集合中是否有集合c中的元素
boolean addAll(Collection c)將集合c中所有的元素添加給該集合
void clear()刪除集合中所有元素
void removeAll(Collection c)從集合中刪除c集合中也有的元素
void retainAll(Collection c)從集合中刪除集合c中不包含的元素
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collection主要子接口對象：
├List(抽象接口，可重複有序)
list主要方法：
void add(int index,Object element)在指定位置上添加一個對象
boolean addAll(int index,Collection c)將集合c的元素添加到指定的位置
Object get(int index)返回List中指定位置的元素
int indexOf(Object o)返回第一個出現元素o的位置.
Object remove(int index)刪除指定位置的元素
Object set(int index,Object element)用元素element取代位置index上的元素,返回被取代的元素
void sort()
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1.List主要子接口對象
│├LinkedList沒有同步方法
│├ArrayList非同步的（unsynchronized）
│└Vector(同步) 非常類似ArrayList，但是Vector是同步的
└Stack 記住 push和pop方法，還有peek方法得到棧頂的元素，empty方法測試堆棧是否爲空，search方法檢測一個元素在堆棧中的位置。注意：Stack剛創建後是空棧。
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2.└Set不包含重複的元素
HashSet
SortSet
TreeSet
另外：-Queue(繼承collection)---Deque
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3.Map
Map沒有繼承Collection接口，Map提供key到value的映射。
方法：
boolean equals(Object o)比較對象
boolean remove(Object o)刪除一個對象
put(Object key,Object value)添加key和value
├Hashtable 任何非空（non-null）的對象。同步的
├HashMap 可空的對象。不同步的 ，但是效率高，較常用。 注：迭代子操作時間開銷和HashMap的容量成比例。因此，如果迭代操作的性能相當重要的話，不要將HashMap的初始化容量設得過高，或者load factor過低。
└WeakHashMap 改進的HashMap，它對key實行“弱引用”，如果一個key不再被外部所引用，那麼該key可以被GC回收。
SortMap---TreeMap
4.總結：
a.如果涉及到堆棧，隊列（先進後出）等操作，應該考慮用List，對於需要快速插入，刪除元素，應該使用LinkedList，如果需要快速隨機訪問元素，應該使用ArrayList。
b.如果程序在單線程環境中，或者訪問僅僅在一個線程中進行，考慮非同步的類，其效率較高，如果多個線程可能同時操作一個類，應該使用同步的類。
c.要特別注意對哈希表的操作，作爲key的對象要正確複寫equals和hashCode方法。
d.儘量返回接口而非實際的類型，如返回List而非ArrayList，這樣如果以後需要將ArrayList換成LinkedList時，客戶端代碼不用改變。這就是針對抽象編程。
e.ArrayList、HashSet/LinkedHashSet、PriorityQueue、LinkedList是線程不安全的，
可以使用synchronized關鍵字，或者類似下面的方法解決:
- List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList(...));
5.幾個面試常見問題：
1.Q:ArrayList和Vector有什麼區別？HashMap和HashTable有什麼區別？
A:Vector和HashTable是線程同步的（synchronized）。性能上，ArrayList和HashMap分別比Vector和Hashtable要好。
2.Q:大致講解java集合的體系結構
A:List、Set、Map是這個集合體系中最主要的三個接口。
其中List和Set繼承自Collection接口。
Set不允許元素重複。HashSet和TreeSet是兩個主要的實現類。
List有序且允許元素重複。ArrayList、LinkedList和Vector是三個主要的實現類。
Map也屬於集合系統，但和Collection接口不同。Map是key對value的映射集合，其中key列就是一個集合。key不能重複，但是value可以重複。HashMap、TreeMap和Hashtable是三個主要的實現類。
SortedSet和SortedMap接口對元素按指定規則排序，SortedMap是對key列進行排序。
3.Q：Comparable和Comparator區別
A:調用java.util.Collections.sort(List list)方法來進行排序的時候，List內的Object都必須實現了Comparable接口。
java.util.Collections.sort(List list，Comparator c)，可以臨時聲明一個Comparator 來實現排序。
- Collections.sort(imageList, new Comparator() {
- public int compare(Object a, Object b) {
- int orderA = Integer.parseInt( ( (Image) a).getSequence());
- int orderB = Integer.parseInt( ( (Image) b).getSequence());
- return orderA - orderB;
- }
- });
如果需要改變排列順序
改成return orderb - orderA 即可。
6.其他注意點
List接口對Collection進行了簡單的擴充，它的具體實現類常用的有ArrayList和LinkedList。你可以將任何東西放到一個List容器中，並在需要時從中取出。ArrayList從其命名中可以看出它是一種類似數組的形式進行存儲，因此它的隨機訪問速度極快，而LinkedList的內部實現是鏈表，它適合於在鏈表中間需要頻繁進行插入和刪除操作。在具體應用時可以根據需要自由選擇。前面說的Iterator只能對容器進行向前遍歷，而ListIterator則繼承了Iterator的思想，並提供了對List進行雙向遍歷的方法。
Set接口也是Collection的一種擴展，而與List不同的時，在Set中的對象元素不能重複，也就是說你不能把同樣的東西兩次放入同一個Set容器中。它的常用具體實現有HashSet和TreeSet類。HashSet能快速定位一個元素，但是你放到HashSet中的對象需要實現hashCode()方法，它使用了前面說過的哈希碼的算法。而TreeSet則將放入其中的元素按序存放，這就要求你放入其中的對象是可排序的，這就用到了集合框架提供的另外兩個實用類Comparable和Comparator。一個類是可排序的，它就應該實現Comparable接口。有時多個類具有相同的排序算法，那就不需要在每分別重複定義相同的排序算法，只要實現Comparator接口即可。集合框架中還有兩個很實用的公用類：Collections和Arrays。Collections提供了對一個Collection容器進行諸如排序、複製、查找和填充等一些非常有用的方法，Arrays則是對一個數組進行類似的操作。
Map是一種把鍵對象和值對象進行關聯的容器，而一個值對象又可以是一個Map，依次類推，這樣就可形成一個多級映射。對於鍵對象來說，像Set一樣，一個Map容器中的鍵對象不允許重複，這是爲了保持查找結果的一致性;如果有兩個鍵對象一樣，那你想得到那個鍵對象所對應的值對象時就有問題了，可能你得到的並不是你想的那個值對象，結果會造成混亂，所以鍵的唯一性很重要，也是符合集合的性質的。當然在使用過程中，某個鍵所對應的值對象可能會發生變化，這時會按照最後一次修改的值對象與鍵對應。對於值對象則沒有唯一性的要求。你可以將任意多個鍵都映射到一個值對象上，這不會發生任何問題（不過對你的使用卻可能會造成不便，你不知道你得到的到底是那一個鍵所對應的值對象）。Map有兩種比較常用的實現：HashMap和TreeMap。HashMap也用到了哈希碼的算法，以便快速查找一個鍵，TreeMap則是對鍵按序存放，因此它便有一些擴展的方法，比如firstKey(),lastKey()等，你還可以從TreeMap中指定一個範圍以取得其子Map。鍵和值的關聯很簡單，用pub(Object key,Object value)方法即可將一個鍵與一個值對象相關聯。用get(Object key)可得到與此key對象所對應的值對象。
遍歷Map的方式：
a.//最常規的一種遍歷方法，最常規就是最常用的，雖然不復雜，但很重要，這是我們最熟悉的，就不多說了！！
- public static void work(Map<String, Student> map) {
- Collection<Student> c = map.values();
- Iterator it = c.iterator();
- for (; it.hasNext();) {
- System.out.println(it.next());
- }
- }
b.// 利用keyset進行遍歷，它的優點在於可以根據你所想要的key值得到你想要的 values，更具靈活性！！
- public static void workByKeySet(Map<String, Student> map) {
- Set<String> key = map.keySet();
- for (Iterator it = key.iterator(); it.hasNext();) {
- String s = (String) it.next();
- System.out.println(map.get(s));
- }
- }
c.// 比較複雜的一種遍歷在這裏，暴力!!，它的靈活性太強了，想得到什麼就能得到什麼~~
- public static void workByEntry(Map<String, Student> map) {
- Set<Map.Entry<String, Student>> set = map.entrySet();
- for (Iterator<Map.Entry<String, Student>> it = set.iterator(); it
- .hasNext();) {
- Map.Entry<String, Student> entry = (Map.Entry<String, Student>) it
- .next();
- System.out.println(entry.getKey() + "—>" + entry.getValue());
- }
- }
d.//Map.Entry的另外一種簡練寫法(foreach遍歷方式)
- public static void workByEntry(Map<String, Student> map) {
- Set<Map.Entry<String, Student>> set = map.entrySet();
- for (Map.Entry<String, Student> me : set) {
- System.out.println(me.getKey() + "—>" + me.getValue());
- }
- }
7.Queue
Queue和List有兩個區別：
前者有“隊頭”的概念，取元素、移除元素、均爲對“隊頭”的操作（通常但不總是FIFO，即先進先出），
而後者只有在插入時需要保證在尾部進行；前者對元素的一些同一種操作提供了兩種方法，在特定情況下拋異常/返回特殊值——add()/offer()、remove()/poll()、element()/peek()。不難想到，在所謂的兩種方法中，拋異常的方法完全可以通過包裝不拋異常的方法來實現，這也是AbstractQueue所做的。
Deque接口繼承了Queue，但是和AbstractQueue沒有關係。Deque同時提供了在隊頭和隊尾進行插入和刪除的操作。
PriorityQueue
PriorityQueue用於存放含有優先級的元素，插入的對象必須可以比較。該類內部同樣封裝了一個數組。與其抽象父類AbstractQueue不同，PriorityQueue的offer()方法在插入null時會拋空指針異常——null是無法與其他元素比較通常意義下的優先級的；此外，add()方法是直接包裝了offer()，沒有附加的行爲。
由於其內部的數據結構是數組的緣故，很多操作都需要先把元素通過indexOf()轉化成對應的數組下標，再進行進一步的操作，如remove()、removeEq()、contains()等。其實這個數組保持優先級隊列的方式，是採用堆(Heap)的方式，具體可以參考任意一本算法書籍，比如《算法導論》等，這裏就不展開解釋了。和堆的特性有關，在尋找指定元素時，必須從頭至尾遍歷，而不能使用二分查找。
LinkedList
LinkedList既是List，也是Queue(Deque)，其原因是它是雙向的，內部的元素(Entry)同時保留了上一個和下一個元素的引用。使用頭部的引用header，取其previous，就可以獲得尾部的引用。通過這一轉換，可以很容易實現Deque所需要的行爲。也正因此，可以支持棧的行爲，天生就有push()和pop()方法。簡而言之，是Java中的雙向鏈表，其支持的操作和普通的雙向鏈表一樣。
和數組不同，根據下標查找特定元素時，只能遍歷地獲取了，因而在隨機訪問時效率不如ArrayList。儘管如此，作者還是儘可能地利用了LinkedList的特性做了點優化，儘量減少了訪問次數：
- private Entry<E> entry(int index) {
- if (index < 0 || index >= size)
- throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+
- ", Size: "+size);
- Entry<E> e = header;
- if (index < (size >> 1)) {
- for (int i = 0; i <= index; i++)
- e = e.next;
- } else {
- for (int i = size; i > index; i--)
- e = e.previous;
- }
- return e;
- }
LinkedList對首部和尾部的插入都支持，但繼承自Collection接口的add()方法是在尾部進行插入。