1. Arraylist與LinkedList區別
可以從它們的底層數據結構、效率、開銷進行闡述哈
- ArrayList是數組的數據結構,LinkedList是鏈表的數據結構。
- 隨機訪問的時候,ArrayList的效率比較高,因爲LinkedList要移動指針,而ArrayList是基於索引(index)的數據結構,可以直接映射到。
- 插入、刪除數據時,LinkedList的效率比較高,因爲ArrayList要移動數據。
- LinkedList比ArrayList開銷更大,因爲LinkedList的節點除了存儲數據,還需要存儲引用。
2. Collections.sort和Arrays.sort的實現原理
Collection.sort是對list進行排序,Arrays.sort是對數組進行排序。
Collections.sort底層實現
Collections.sort方法調用了list.sort方法
list.sort方法調用了Arrays.sort的方法
因此,Collections.sort方法底層就是調用的Array.sort方法
Arrays.sort底層實現
Arrays的sort方法,如下:
如果比較器爲null,進入sort(a)方法。如下:
因此,Arrays的sort方法底層就是:
- legacyMergeSort(a),歸併排序,
- ComparableTimSort.sort():即Timsort排序。
Timesort排序
Timsort排序是結合了合併排序(merge.sort)和插入排序(insertion sort)而得出的排序方法;
1.當數組長度小於某個值,採用的是二分插入排序算法,如下:
- 找到各個run,併入棧。
- 按規則合併run。
3. HashMap原理,java8做了什麼改變
- HashMap是以鍵值對存儲數據的集合容器
- HashMap是非線性安全的。
- HashMap底層數據結構:數組+(鏈表、紅黑樹),jdk8之前是用數組+鏈表的方式實現,jdk8引進了紅黑樹
- Hashmap數組的默認初始長度是16,key和value都允許null的存在
- HashMap的內部實現數組是Node[]數組,上面存放的是key-value鍵值對的節點。HashMap通過put和get方法存儲和獲取。
- HashMap的put方法,首先計算key的hashcode值,定位到對應的數組索引,然後再在該索引的單向鏈表上進行循環遍歷,用equals比較key是否存在,如果存在則用新的value覆蓋原值,如果沒有則向後追加。
- jdk8中put方法:先判斷Hashmap是否爲空,爲空就擴容,不爲空計算出key的hash值i,然後看table[i]是否爲空,爲空就直接插入,不爲空判斷當前位置的key和table[i]是否相同,相同就覆蓋,不相同就查看table[i]是否是紅黑樹節點,如果是的話就用紅黑樹直接插入鍵值對,如果不是開始遍歷鏈表插入,如果遇到重複值就覆蓋,否則直接插入,如果鏈表長度大於8,轉爲紅黑樹結構,執行完成後看size是否大於閾值threshold,大於就擴容,否則直接結束。
- Hashmap解決hash衝突,使用的是鏈地址法,即數組+鏈表的形式來解決。put執行首先判斷table[i]位置,如果爲空就直接插入,不爲空判斷和當前值是否相等,相等就覆蓋,如果不相等的話,判斷是否是紅黑樹節點,如果不是,就從table[i]位置開始遍歷鏈表,相等覆蓋,不相等插入。
- HashMap的get方法就是計算出要獲取元素的hash值,去對應位置獲取即可。
- HashMap的擴容機制,Hashmap的擴容中主要進行兩步,第一步把數組長度變爲原來的兩倍,第二步把舊數組的元素重新計算hash插入到新數組中,jdk8時,不用重新計算hash,只用看看原來的hash值新增的一位是零還是1,如果是1這個元素在新數組中的位置,是原數組的位置加原數組長度,如果是零就插入到原數組中。擴容過程第二部一個非常重要的方法是transfer方法,採用頭插法,把舊數組的元素插入到新數組中。
- HashMap大小爲什麼是2的冪次方?效率高+空間分佈均勻
4. List 和 Set,Map 的區別
- List 以索引來存取元素,有序的,元素是允許重複的,可以插入多個null。
- Set 不能存放重複元素,無序的,只允許一個null
- Map 保存鍵值對映射,映射關係可以一對一、多對一
- List 有基於數組、鏈表實現兩種方式
- Set、Map 容器有基於哈希存儲和紅黑樹兩種方式實現
- Set 基於 Map 實現,Set 裏的元素值就是 Map的鍵值
5. poll()方法和 remove()方法的區別?
Queue隊列中,poll() 和 remove() 都是從隊列中取出一個元素,在隊列元素爲空的情況下,remove() 方法會拋出異常,poll() 方法只會返回 null 。
看一下源碼的解釋吧:
6. HashMap,HashTable,ConcurrentHash的共同點和區別
HashMap
- 底層由鏈表+數組+紅黑樹實現
- 可以存儲null鍵和null值
- 線性不安全
- 初始容量爲16,擴容每次都是2的n次冪
- 加載因子爲0.75,當Map中元素總數超過Entry數組的0.75,觸發擴容操作.
- 併發情況下,HashMap進行put操作會引起死循環,導致CPU利用率接近100%
- HashMap是對Map接口的實現
HashTable
- HashTable的底層也是由鏈表+數組+紅黑樹實現。
- 無論key還是value都不能爲null
- 它是線性安全的,使用了synchronized關鍵字。
- HashTable實現了Map接口和Dictionary抽象類
- Hashtable初始容量爲11
ConcurrentHashMap
- ConcurrentHashMap的底層是數組+鏈表+紅黑樹
- 不能存儲null鍵和值
- ConcurrentHashMap是線程安全的
- ConcurrentHashMap使用鎖分段技術確保線性安全
- JDK8爲何又放棄分段鎖,是因爲多個分段鎖浪費內存空間,競爭同一個鎖的概率非常小,分段鎖反而會造成效率低。
7. 寫一段代碼在遍歷 ArrayList 時移除一個元素
因爲foreach刪除會導致快速失敗問題,fori順序遍歷會導致重複元素沒刪除,所以正確解法如下:
第一種遍歷,倒敘遍歷刪除
for(int i=list.size()-1; i>-1; i--){
if(list.get(i).equals("jay")){
list.remove(list.get(i));
}
}
第二種,迭代器刪除
Iterator itr = list.iterator();
while(itr.hasNext()) {
if(itr.next().equals("jay") {
itr.remove();
}
8. Java中怎麼打印數組?
數組是不能直接打印的哈,如下:
public class Test {
public static void main(String[] args) {
String[] jayArray = {"jay", "boy"};
System.out.println(jayArray);
}
}
//output
[Ljava.lang.String;@1540e19d
打印數組可以用流的方式Strem.of().foreach(),如下:
public class Test {
public static void main(String[] args) {
String[] jayArray = {"jay", "boy"};
Stream.of(jayArray).forEach(System.out::println);
}
}
//output
jay
boy
打印數組,最優雅的方式可以用這個APi,Arrays.toString()
public class Test {
public static void main(String[] args) {
String[] jayArray = {"jay", "boy"};
System.out.println(Arrays.toString(jayArray));
}
}
//output
[jay, boy]
9. TreeMap底層?
- TreeMap實現了SotredMap接口,它是有序的集合。
- TreeMap底層數據結構是一個紅黑樹,每個key-value都作爲一個紅黑樹的節點。
- 如果在調用TreeMap的構造函數時沒有指定比較器,則根據key執行自然排序。
10. HashMap 的擴容過程
Hashmap的擴容:
- 第一步把數組長度變爲原來的兩倍,
- 第二步把舊數組的元素重新計算hash插入到新數組中。
- jdk8時,不用重新計算hash,只用看看原來的hash值新增的一位是零還是1,如果是1這個元素在新數組中的位置,是原數組的位置加原數組長度,如果是零就插入到原數組中。擴容過程第二步一個非常重要的方法是transfer方法,採用頭插法,把舊數組的元素插入到新數組中。
11. HashSet是如何保證不重複的
可以看一下HashSet的add方法,元素E作爲HashMap的key,我們都知道HashMap的可以是不允許重複的,哈哈。
public boolean add(E e) {
return map.put(e, PRESENT)==null;
}
12. HashMap 是線程安全的嗎,爲什麼不是線程安全的?死循環問題?
不是線性安全的。
併發的情況下,擴容可能導致死循環問題。
13. LinkedHashMap的應用,底層,原理
- LinkedHashMap維護着一個運行於所有條目的雙重鏈接列表。此鏈接列表定義了迭代順序,該迭代順序可以是插入順序(insert-order)或者是訪問順序,其中默認的迭代訪問順序就是插入順序,即可以按插入的順序遍歷元素,這點和HashMap有很大的不同。
- LRU算法可以用LinkedHashMap實現。
14. 哪些集合類是線程安全的?哪些不安全?
線性安全的
- Vector:比Arraylist多了個同步化機制。
- Hashtable:比Hashmap多了個線程安全。
- ConcurrentHashMap:是一種高效但是線程安全的集合。
- Stack:棧,也是線程安全的,繼承於Vector。
線性不安全的
- Hashmap
- Arraylist
- LinkedList
- HashSet
- TreeSet
- TreeMap
15. ArrayList 和 Vector 的區別是什麼?
- Vector是線程安全的,ArrayList不是線程安全的。
- ArrayList在底層數組不夠用時在原來的基礎上擴展0.5倍,Vector是擴展1倍。
- Vector只要是關鍵性的操作,方法前面都加了synchronized關鍵字,來保證線程的安全性。
16. Collection與Collections的區別是什麼?
- Collection是Java集合框架中的基本接口,如List接口也是繼承於它
public interface List<E> extends Collection<E> {
Collections是Java集合框架提供的一個工具類,其中包含了大量用於操作或返回集合的靜態方法。如下:
public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(List<T> list) {
list.sort(null);
}
17. 如何決定使用 HashMap 還是TreeMap?
這個點,主要考察HashMap和TreeMap的區別。
TreeMap實現SortMap接口,能夠把它保存的記錄根據鍵排序,默認是按key的升序排序,也可以指定排序的比較器。當用Iterator遍歷TreeMap時,得到的記錄是排過序的。
18. 如何實現數組和 List之間的轉換?
List 轉 Array
List 轉Array,必須使用集合的 toArray(T[] array),如下:
List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("jay");
list.add("tianluo");
// 使用泛型,無需顯式類型轉換
String[] array = list.toArray(new String[list.size()]);
System.out.println(array[0]);
如果直接使用 toArray 無參方法,返回值只能是 Object[] 類,強轉其他類型可能有問題,demo如下:
List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("jay");
list.add("tianluo");
String[] array = (String[]) list.toArray();
System.out.println(array[0]);
運行結果:
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: [Ljava.lang.Object; cannot be cast to [Ljava.lang.String;
at Test.main(Test.java:14)
Array 轉List
使用Arrays.asList() 把數組轉換成集合時,不能使用修改集合相關的方法啦,如下:
String[] str = new String[] { "jay", "tianluo" };
List list = Arrays.asList(str);
list.add("boy");
運行結果如下:
Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException
at java.util.AbstractList.add(AbstractList.java:148)
at java.util.AbstractList.add(AbstractList.java:108)
at Test.main(Test.java:13)
因爲 Arrays.asList不是返回java.util.ArrayList,而是一個內部類ArrayList。
可以這樣使用彌補這個缺點:
//方式一:
ArrayList< String> arrayList = new ArrayList<String>(strArray.length);
Collections.addAll(arrayList, strArray);
//方式二:
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(Arrays.asList(strArray)) ;
19. 迭代器 Iterator 是什麼?怎麼用,有什麼特點?
public interface Collection<E> extends Iterable<E> {
Iterator<E> iterator();
方法如下:
next() 方法獲得集合中的下一個元素
hasNext() 檢查集合中是否還有元素
remove() 方法將迭代器新返回的元素刪除
forEachRemaining(Consumer<? super E> action) 方法,遍歷所有元素
Iterator 主要是用來遍歷集合用的,它的特點是更加安全,因爲它可以確保,在當前遍歷的集合元素被更改的時候,就會拋出
ConcurrentModificationException 異常。
使用demo如下:
List<String> list = new ArrayList<>();
Iterator<String> it = list. iterator();
while(it. hasNext()){
String obj = it. next();
System. out. println(obj);
}
20. Iterator 和 ListIterator 有什麼區別?
- ListIterator 比 Iterator有更多的方法。
- ListIterator只能用於遍歷List及其子類,Iterator可用來遍歷所有集合,
- ListIterator遍歷可以是逆向的,因爲有previous()和hasPrevious()方法,而Iterator不可以。
- ListIterator有add()方法,可以向List添加對象,而Iterator卻不能。
- ListIterator可以定位當前的索引位置,因爲有nextIndex()和previousIndex()方法,而Iterator不可以。
- ListIterator可以實現對象的修改,set()方法可以實現。Iierator僅能遍歷,不能修改哦。
21. 怎麼確保一個集合不能被修改?
很多朋友很可能想到用final關鍵字進行修飾,final修飾的這個成員變量,如果是基本數據類型,表示這個變量的值是不可改變的,如果是引用類型,則表示這個引用的地址值是不能改變的,但是這個引用所指向的對象裏面的內容還是可以改變滴~驗證一下,如下:
public class Test {
//final 修飾
private static final Map<Integer, String> map = new HashMap<Integer, String>();
{
map.put(1, "jay");
map.put(2, "tianluo");
}
public static void main(String[] args) {
map.put(1, "boy");
System.out.println(map.get(1));
}
}
運行結果如下:
//可以洗髮現,final修飾,集合還是會被修改呢boy
嘻嘻,那麼,到底怎麼確保一個集合不能被修改呢,看以下這三哥們~
- unmodifiableMap
- unmodifiableList
- unmodifiableSet
再看一下demo吧
public class Test {
private static Map<Integer, String> map = new HashMap<Integer, String>();
{
map.put(1, "jay");
map.put(2, "tianluo");
}
public static void main(String[] args) {
map = Collections.unmodifiableMap(map);
map.put(1, "boy");
System.out.println(map.get(1));
}
}
運行結果:
// 可以發現,unmodifiableMap確保集合不能修改啦,拋異常了
Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException
at java.util.Collections$UnmodifiableMap.put(Collections.java:1457)
at Test.main(Test.java:14)
23. 什麼是Java優先級隊列(Priority Queue)?
優先隊列PriorityQueue是Queue接口的實現,可以對其中元素進行排序
- 優先隊列中元素默認排列順序是升序排列
- 但對於自己定義的類來說,需要自己定義比較器
public class PriorityQueue<E> extends AbstractQueue<E>
implements java.io.Serializable {
...
private final Comparator<? super E> comparator;
方法:
peek()//返回隊首元素
poll()//返回隊首元素,隊首元素出隊列
add()//添加元素
size()//返回隊列元素個數
isEmpty()//判斷隊列是否爲空,爲空返回true,不空返回false
特點:
- 1.基於優先級堆
- 2.不允許null值
- 3.線程不安全
- 4.出入隊時間複雜度O(log(n))
- 5.調用remove()返回堆內最小值
24. JAVA8的ConcurrentHashMap爲什麼放棄了分段鎖,有什麼問題嗎,如果你來設計,你如何設計。
jdk8 放棄了分段鎖而是用了Node鎖,減低鎖的粒度,提高性能,並使用CAS操作來確保Node的一些操作的原子性,取代了鎖。
可以跟面試官聊聊悲觀鎖和CAS樂觀鎖的區別,優缺點哈~
25. 阻塞隊列的實現,ArrayBlockingQueue的底層實現?
ArrayBlockingQueue是數組實現的線程安全的有界的阻塞隊列,繼承自AbstractBlockingQueue,間接的實現了Queue接口和Collection接口。底層以數組的形式保存數據(實際上可看作一個循環數組)。常用的操作包括 add ,offer,put,remove,poll,take,peek。
可以結合線程池跟面試官講一下哦~
26. Java 中的 LinkedList是單向鏈表還是雙向鏈表?
27. 說一說ArrayList 的擴容機制吧
28. HashMap 的長度爲什麼是2的冪次方,以及其他常量定義的含義~
29. ConcurrenHashMap 原理?1.8 中爲什麼要用紅黑樹?
30. ArrayList的默認大小
31. 爲何Collection不從Cloneable和Serializable接口繼承?
32. Enumeration和Iterator接口的區別?
33. 我們如何對一組對象進行排序?
34. 當一個集合被作爲參數傳遞給一個函數時,如何纔可以確保函數不能修改它?
35. 說一下HashSet的實現原理?
36. Array 和 ArrayList 有何區別?
37. 爲什麼HashMap中String、Integer這樣的包裝類適合作爲key?
38. 如果想用Object作爲hashMap的Key?
39. 講講紅黑樹的特點?
40. Java集合類框架的最佳實踐有哪些?
41.談談線程池阻塞隊列吧~
42. HashSet和TreeSet有什麼區別?
43. Set裏的元素是不能重複的,那麼用什麼方法來區分重複與否呢? 是用==還是equals()?
44. 說出ArrayList,LinkedList的存儲性能和特性
45. HashMap在JDK1.7和JDK1.8中有哪些不同?
46. ArrayList集合加入1萬條數據,應該怎麼提高效率
47. 如何對Object的list排序
48. ArrayList 和 HashMap 的默認大小是多數?
49. 有沒有有順序的Map實現類,如果有,他們是怎麼保證有序的
50. HashMap是怎麼解決哈希衝突的
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面試資料
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