java面試題：數據存儲

數據存儲存在一個演進的過程，**從最初的變量存儲一個數據，到數組可以存放多個數據，到集合可以任意存放多個數據，**其演變過程一點點的解決了面臨的困難。

變量：

基本格式：

數據類型變量名=變量值

缺點：一次只能賦值一個數據，如果多個數據就只能定義多個變量

數組：

數組特點：

1.是一種引用數據類型

2.數組當中的多個數據，類型必須統一

3.數組的長度在程序運行期間不可改變

缺點：數組的長度在程序運行期間不可改變

數組初始化：

動態初始化: 指定數組的長度

數據類型[] 數組名稱=new 數據類型[數組長度]

靜態初始化：指定數組的內容

數據類型[] 數組名稱=new 數據類型[]{元素1，元素2}
省略格式：
數據類型[] 數組名稱={元素1，元素2}

數組的賦值與取值

使用動態初始化數組時候，元素默認擁有一個默認值，

如果是整數類型，默認爲0；

如果是浮點類型，默認是0.0；

如果是字符類型，默認是‘\u0000’

如果是blean類型，默認是false

如果是引用類型，默認是null

賦值：array[1]=123;

獲取：sout(array[0]);

數組常用方法：

獲取長度：array.lenth

數組最值：

int max=array[0];
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
           if (array[i]>max){
               max=array[i];
           }
        }

數組反轉：

for (int min=0,max=array.length-1;min<max;min++,max--){
            int temp=array[min];
            array[min]=array[max];
            array[max]=temp;
        }

集合：

集合頂層接口：

集合按照其存儲結構可以分爲兩大類，分別是單列集合java.util.Collection和雙列集合java.util.Map。

Collection：單列集合類的根接口，用於存儲一系列符合某種規則的元素，它有兩個重要的子接口，分別是java.util.List和java.util.Set。其中，List的特點是元素有序、元素可重複。Set的特點是元素無序，而且不可重複。List接口的主要實現類有java.util.ArrayList和java.util.LinkedList，Set接口的主要實現類有java.util.HashSet和java.util.TreeSet。

Collection是所有單列集合的父接口，因此在Collection中定義了單列集合(List和Set)通用的一些方法，這些方法可用於操作所有的單列集合。方法如下：

public boolean add(E e)：把給定的對象添加到當前集合中。
public void clear() :清空集合中所有的元素。
public boolean remove(E e): 把給定的對象在當前集合中刪除。
public boolean contains(E e): 判斷當前集合中是否包含給定的對象。
public boolean isEmpty(): 判斷當前集合是否爲空。
public int size(): 返回集合中元素的個數。
public Object[] toArray(): 把集合中的元素，存儲到數組中。

map:現實生活中，我們常會看到這樣的一種集合：IP地址與主機名，身份證號與個人，系統用戶名與系統用戶對象等，這種一一對應的關係，就叫做映射。Java提供了專門的集合類用來存放這種對象關係的對象，即java.util.Map接口。

我們通過查看Map接口描述，發現Map接口下的集合與Collection接口下的集合，它們存儲數據的形式不同，如下圖。

Collection中的集合，元素是孤立存在的（理解爲單身），向集合中存儲元素採用一個個元素的方式存儲。
Map中的集合，元素是成對存在的(理解爲夫妻)。每個元素由鍵與值兩部分組成，通過鍵可以找對所對應的值。
Collection中的集合稱爲單列集合，Map中的集合稱爲雙列集合。
需要注意的是，Map中的集合不能包含重複的鍵，值可以重複；每個鍵只能對應一個值。

面試題1：如何遍歷list,set集合：

使用迭代器：

下面介紹一下迭代的概念：

迭代：即Collection集合元素的通用獲取方式。在取元素之前先要判斷集合中有沒有元素，如果有，就把這個元素取出來，繼續在判斷，如果還有就再取出出來。一直把集合中的所有元素全部取出。這種取出方式專業術語稱爲迭代。

想要遍歷Collection集合，那麼就要獲取該集合迭代器完成迭代操作，下面介紹一下獲取迭代器的方法：

public Iterator iterator(): 獲取集合對應的迭代器，用來遍歷集合中的元素的。

Iterator接口的常用方法如下：

public E next():返回迭代的下一個元素。
public boolean hasNext():如果仍有元素可以迭代，則返回 true。

使用增強for循環：

增強for循環(也稱for each循環)是JDK1.5以後出來的一個高級for循環，專門用來遍歷數組和集合的。它的內部原理其實是個Iterator迭代器，所以在遍歷的過程中，不能對集合中的元素進行增刪操作。

格式：

for(元素的數據類型  變量 : Collection集合or數組){ 
  	//寫操作代碼
}

它用於遍歷Collection和數組。通常只進行遍歷元素，不要在遍歷的過程中對集合元素進行增刪操作。

Collection接口子類

List

List作爲Collection集合的子接口，不但繼承了Collection接口中的全部方法，而且還增加了一些根據元素索引來操作集合的特有方法，如下：

public void add(int index, E element): 將指定的元素，添加到該集合中的指定位置上。
public E get(int index):返回集合中指定位置的元素。
public E remove(int index): 移除列表中指定位置的元素, 返回的是被移除的元素。
public E set(int index, E element):用指定元素替換集合中指定位置的元素,返回值的更新前的元素。

LinkedList

java.util.LinkedList集合數據存儲的結構是鏈表結構。方便元素添加、刪除的集合。

實際開發中對一個集合元素的添加與刪除經常涉及到首尾操作，而LinkedList提供了大量首尾操作的方法。這些方法我們作爲了解即可：

public void addFirst(E e):將指定元素插入此列表的開頭。
public void addLast(E e):將指定元素添加到此列表的結尾。
public E getFirst():返回此列表的第一個元素。
public E getLast():返回此列表的最後一個元素。
public E removeFirst():移除並返回此列表的第一個元素。
public E removeLast():移除並返回此列表的最後一個元素。
public E pop():從此列表所表示的堆棧處彈出一個元素。
public void push(E e):將元素推入此列表所表示的堆棧。
public boolean isEmpty()：如果列表不包含元素，則返回true。

LinkedList是List的子類，List中的方法LinkedList都是可以使用，這裏就不做詳細介紹，我們只需要瞭解LinkedList的特有方法即可。在開發時，LinkedList集合也可以作爲堆棧，隊列的結構使用。（瞭解即可）

ArrayList

java.util.ArrayList集合數據存儲的結構是數組結構。元素增刪慢，查找快，由於日常開發中使用最多的功能爲查詢數據、遍歷數據，所以ArrayList是最常用的集合。

set

java.util.Set接口和java.util.List接口一樣，同樣繼承自Collection接口，它與Collection接口中的方法基本一致，並沒有對Collection接口進行功能上的擴充，只是比Collection接口更加嚴格了。與List接口不同的是，Set接口中元素無序，並且都會以某種規則保證存入的元素不出現重複。

Set集合有多個子類，這裏我們介紹其中的java.util.HashSet、java.util.LinkedHashSet這兩個集合。

`boolean`	`add(E e)` 如果此 set 中尚未包含指定元素，則添加指定元素。
`void`	`clear()` 從此 set 中移除所有元素。
`Object`	`clone()` 返回此 `HashSet` 實例的淺表副本：並沒有複製這些元素本身。
`boolean`	`contains(Object o)` 如果此 set 包含指定元素，則返回 `true`。
`boolean`	`isEmpty()` 如果此 set 不包含任何元素，則返回 `true`。
`Iterator<E>`	`iterator()` 返回對此 set 中元素進行迭代的迭代器。
`boolean`	`remove(Object o)` 如果指定元素存在於此 set 中，則將其移除。
`int`	`size()` 返回此 set 中的元素的數量（set 的容量）。

LinkedHashSet

我們知道HashSet保證元素唯一，可是元素存放進去是沒有順序的

HashSet

在HashSet下面有一個子類java.util.LinkedHashSet，它是鏈表和哈希表組合的一個數據存儲結構。

HashSet是根據對象的哈希值來確定元素在集合中的存儲位置，因此具有良好的存取和查找性能。保證元素唯一性的方式依賴於：hashCode與equals`方法。

Collections

java.utils.Collections是集合工具類，用來對集合進行操作。部分方法如下：
public static <T> boolean addAll(Collection<T> c, T... elements):往集合中添加一些元素。
public static void shuffle(List<?> list) 打亂順序:打亂集合順序。
public static <T> void sort(List<T> list):將集合中元素按照默認規則排序。
public static <T> void sort(List<T> list，Comparator<? super T> ):將集合中元素按照指定規則排序。

Comparator比較器

面試題2：簡述Comparable和Comparator兩個接口的區別。

Comparable：強行對實現它的每個類的對象進行整體排序。這種排序被稱爲類的自然排序，類的compareTo方法被稱爲它的自然比較方法。只能在類中實現compareTo()一次，不能經常修改類的代碼實現自己想要的排序。實現此接口的對象列表（和數組）可以通過Collections.sort（和Arrays.sort）進行自動排序，對象可以用作有序映射中的鍵或有序集合中的元素，無需指定比較器。

Comparator強行對某個對象進行整體排序。可以將Comparator 傳遞給sort方法（如Collections.sort或 Arrays.sort），從而允許在排序順序上實現精確控制。還可以使用Comparator來控制某些數據結構（如有序set或有序映射）的順序，或者爲那些沒有自然順序的對象collection提供排序。

map:

Map常用子類

通過查看Map接口描述，看到Map有多個子類，這裏我們主要講解常用的HashMap集合、LinkedHashMap集合。

HashMap<K,V>：存儲數據採用的哈希表結構，元素的存取順序不能保證一致。由於要保證鍵的唯一、不重複，需要重寫鍵的hashCode()方法、equals()方法。
LinkedHashMap<K,V>：HashMap下有個子類LinkedHashMap，存儲數據採用的哈希表結構+鏈表結構。通過鏈表結構可以保證元素的存取順序一致；通過哈希表結構可以保證的鍵的唯一、不重複，需要重寫鍵的hashCode()方法、equals()方法。

tips：Map接口中的集合都有兩個泛型變量<K,V>,在使用時，要爲兩個泛型變量賦予數據類型。兩個泛型變量<K,V>的數據類型可以相同，也可以不同。

Map接口中的常用方法

Map接口中定義了很多方法，常用的如下：

public V put(K key, V value): 把指定的鍵與指定的值添加到Map集合中。
public V remove(Object key): 把指定的鍵所對應的鍵值對元素在Map集合中刪除，返回被刪除元素的值。
public V get(Object key) 根據指定的鍵，在Map集合中獲取對應的值。
boolean containsKey(Object key) 判斷集合中是否包含指定的鍵。
public Set<K> keySet(): 獲取Map集合中所有的鍵，存儲到Set集合中。
public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet(): 獲取到Map集合中所有的鍵值對對象的集合(Set集合)。

使用put方法時，若指定的鍵(key)在集合中沒有，則沒有這個鍵對應的值，返回null，並把指定的鍵值添加到集合中；

若指定的鍵(key)在集合中存在，則返回值爲集合中鍵對應的值（該值爲替換前的值），並把指定鍵所對應的值，替換成指定的新值。

面試題3：如何遍歷map集合

方法一：

鍵找值方式：即通過元素中的鍵，獲取鍵所對應的值

分析步驟：

獲取Map中所有的鍵，由於鍵是唯一的，所以返回一個Set集合存儲所有的鍵。方法提示:keyset()
遍歷鍵的Set集合，得到每一個鍵。
根據鍵，獲取鍵所對應的值。方法提示:get(K key)

方法二：

鍵值對方式：即通過集合中每個鍵值對(Entry)對象，獲取鍵值對(Entry)對象中的鍵與值。

操作步驟與圖解：

獲取Map集合中，所有的鍵值對(Entry)對象，以Set集合形式返回。方法提示:entrySet()。
遍歷包含鍵值對(Entry)對象的Set集合，得到每一個鍵值對(Entry)對象。
通過鍵值對(Entry)對象，獲取Entry對象中的鍵與值。方法提示:getkey() getValue()

面試題4：Vector & ArrayList的區別

vector是線程安全的，擴容時會翻倍
Arraylist則是多線程，擴容時會一半

面試題5：hashMap和hashtable的區別:

hashmap是非線程安全的，允許空值空鍵
hashtable是線程安全的，所以hashmap的效率高於hashtable; table不許空值空鍵

面試題6：Set，list ,conllection,conllections，map的區別：

map是一個接口，它是雙列的集合接口
List 和set都是接口，他們都繼承與接口conllection，
List是一個有序的可以存放重複的元素，有索引的集合
set是不能存儲重複數據的沒有索引也就是不能用普通for循環遍歷的集合；
conllection是單列集合的頂層接口；
conllections是一個封裝了衆多關於集合操作的靜態化方法的工具類

面試題7：解釋一下list接口及其子類的關係

List接口中有arraylist ，linkedlist 和vector
arraylist和vector都是基於數組實現的，查詢快，增刪改慢
linkedlist 是鏈表實現的，查詢慢，增刪改快

面試題8：解釋一下set接口及其子類的關係

set接口有一下子類：treeset、Hashset、linkedHashset
treeset、hashset集合：無序的集合，hashset底層是一個哈希表，treeset是使用了紅黑樹的哈希表
linkedhashset集合：有序集合。底層是一個哈希表和一個鏈表

面試題9：map及其子類的方式：

map是一個雙列接口，接口的實現類有hashmap,linkedhashmap,treemap
hashmap:實現的方式是哈希表，它是多線程的
linkedhashmap：實現方式是哈希表加上一個鏈表本質上是一個數組加上一個雙列鏈表，
treemap實現的方式是紅黑樹的哈希表，

java面試題：數據存儲（集合）

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