Java容器

1. 说说常见的集合有哪些？
   • 实现Collection接口的集合：
     • 实现List的集合：
       •  ArrayList：以数组的类型进行存储，线程不安全，查询效率高，添加删除效率低(因为会对数组中的元素进行移动)
       • LinkedList：以双向链表的类型进行存储，线程不安全，查询效率低(因为需要双向遍历)，添加删除效率高(因为只需要记录前后两个元素)
       • vector：以数组的类型进行存储，线程安全，查询效率高，添加删除效率低----------->现在不推荐使用，因为扩容只扩容1倍，而且只能在尾部进行插入与删除，效率太低，所以应使用java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList，也是线程安全的
       • stack：vector的子类，特点是先进后出
     • 实现set的集合：
       • HashSet：无序且不可重复，集合元素可以为null，在进行遍历输出时可能不会按照添加顺序进行输出，重复是通过equals方法判断对象是否相等
       • LinkedHashSet：根据元素的HashCode值决定元素存储位置，并且使用双向链表进行维护元素的次序，在进行遍历输出时会按照添加的顺序进行输出。遍历效率比HashSet高，但插入效率比HashSet低
       • TreeSet：实现了SortedSet接口，遍历时会将添加的元素排序输出
   • 实现Map的接口的集合：
     • • HashMap：以键值对(key,value)的方式进行存储，线程不安全，键值对key、value的值能为null，继承AbstractMap
       • HashTable：以键值对(key,value)的方式进行存储，线程安全(所有方法都使用了synchronize修饰)，键值对不能为null，继承Dictionary
       • TreeMap：以红黑树的类型进行有序的存储，自己可以自定义排序器
       • ConcurrentHashMap：线程安全，比HashTable效率高
2. HashMap的实现原理？
   • HashMap基于hash算法实现的，通过put(key,Value)存储，get(key)获取。当使用put进行存储时，HashMap会根据key的HashCode()计算出的hash值，根据hash值将value存储到bucket中。当计算出存在hash冲突时，HashMap的做法是使用链表和红黑树进行存储相同hash值的value
3. 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，可以这样说，HashSet中的元素，只是保存在HashMap的key上，而value使用final static的Object对象标识，所以HashSet的实现比较简单，相关的HashSet的操作，基本上是直接调用HashMap中的方法
     
4. HashMap和HashTable之间的区别？
   • HashMap：键值对key-value都能为null，线程不安全，继承AbstractMap
   • HashTable：键值对key-value不能为null，线程安全，继承Dictionary
5. HashTable和ConcurrentHashMap之间的区别？
   • HashTable实现线程安全是为所有的方法加上synchronize的修饰，当有一个线程进行修改时会锁定整个HashTable，导致其他线程都处于阻塞状态，在一个高并发的场景下，就会使效率会急剧下降
   • ConcurrentHashMap实现线程安全是减小锁的粒度(分段锁)，ConcurrentHashMap的主干是Segment数组，Segment继承与ReentrantLock(可重入锁)，一个Segment就是一个子哈希表，Segment中维护着一个HashEntry数组，在并发环境下，对于不同的Segment的数据操作不用考虑锁竞争，ConcurrentHashMap含有16个Segment(默认)，每个Segment都锁定一部分数据
     • ConcurrentHashMap是由Segment数据结构和HashEntry数据结构组成。Segment是一种重入锁ReentranLock，扮演锁的角色。HashEntry存储着键值对数据。
     • 一个ConcurrentHashMap实例中包含由若干个Segment对象组成的数组，每个Segment对象守护整个散列映射表的若干个桶，每个桶是由若干个HashEntry数组对象连接起来的链表。
     • 每个Segment都守护着一个由HashEntry对象连接成的链表，如果要对链表中的HashEntry进行修改时，必须首先获得它对应的Segment锁
     
6. HashMap的put()方法的具体流程？
   • HashMap在1.8之前的存储方式是【数组+链表】，1.8之后的存储方式是【数组+链表+红黑树】链表长度>8时，链表转为红黑树
   • 判断HashMap是否为null或者长度是否为0，如果为null或长度为0，则进行resize()扩容
     • resize()扩容是在【length的长度>=[size*扩容因子(0.75)]】时，扩容到原来长度2倍，当长度被扩容到(2^30)时，阈值会被修改为(2^31-1)此后就不会在进行扩容
   • 通过key的hash值与HashMap的长度做与运算获取key的索引，判断索引位置是否为null，如果为null，则直接将数据插入
   • 如果不为null，则进行判断new key是否与old key相同，并且key!=null，相同，则覆盖旧值
   • 如果不相同，则发生了哈希冲突，判断数据结构是树还是链表，是树直接在树中插入或更新
   • 如果是链表，则需要对链表进行遍历，判断链表中next位置是否为null
   • 如果为null则将数据插入链表，然后进行判断是否链表长度length>=7，满足则转为红黑树，将链表所有元素加入到红黑树中
   • 如果不为null，判断new key与old key是否相同，并且key!=null，如果满足，直接覆盖，不满足则继续遍历链表
     
   • 最后判断扩容，当实际存在的键值对数量>最大容量，就进行扩容
   
7. HashMap是如何解决哈希冲突？
   • 哈希：也称"散列"，任意输入通过哈希函数处理，输出特定长度的值，这就是哈希值
     
   • 哈希函数的特点：
     • 通过同一哈希函数得到相同的哈希值，输入值不一定相同
     • 通过同一哈希函数得到不同的哈希值，输入值一定不相同
   • 哈希冲突：通过统一哈希函数得到相同的哈希值，输入值不相同时，就产生了哈希冲突
   • HashMap的存储结构是【数组+链表】，解决哈希冲突的办法就是"链地址法"
   
8. HashMap中indexFor()方法中h&(length-1)是什么意思？
   • 此方法主要是为了得到key值的索引，X%2^n=X&(2^n-1),因为HashMap的length默认是16(2^5)，扩容操作也是扩容到原来的2倍，而且与操作的效率比较高
9. Collection和Collections的区别？
   • Collection：是集合类的接口，继承此接口的集合有List和Set
   • Collections：是集合类的工具类，提供了一些静态方法实现对各种集合的查询、排序以及线程安全化等操作
10. ArrayList、vector、LinkedList的存储性和特性？
    • ArrayList和vector都是以数组的方式进行存储，查询效率都很高，插入删除效率因为这两个操作都会涉及数组内元素的移动，所以效率低
    • LinkedList：以双向链表的方式进行存储，查询效率低，因为查询时需要双向遍历链表，但是插入和删除的效率高，因为只需要记录前后元素
11. 如何实现数组和List之间的转换？
    • 数组-->List：Arrays.toList(Array);
    • List-->数组：List自带的toArray()方法
12. 在Queue中poll()和remove()有什么区别？
    • 相同点：都是返回Queue中的第一个元素，并且在Queue中将此元素删除
    • 区别：当Queue中没有元素时，poll()会返回null，remove()会抛出异常NoSuchElementException异常
13. Array和ArrayList有何区别？
    • Array能够存储基本数据类型和对象，ArrayList只能存储对象
    • Array是指定大小的，ArrayList是可以自动扩展的
    • Array的内置方法没有ArrayList多
14. 如何决定使用HashMap还是TreeMap？
    • HashMap：当你需要在Map中进行插入、删除和查询操作，因为HashMap效率要高
    • TreeMap：当你需要对一个key集合进行排序时
15. 集合中的迭代器（Iterator）是什么？它有什么特点?
    • Iterator可以遍历任意的Collection接口，在使用一个Collection时可以使用迭代器方法获得迭代器实例。Iterator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.remove())
    • Iterator的特点：效率比普通的for循环要高，在当前遍历的集合元素被更改的时候(List.remove()、List.add(String str)等)，就会抛出ConcurrentModificationException异常，即并发修改异常。详见：https://blog.csdn.net/sukier_JE/article/details/79898892
16. 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
    • ListIterator从Iterator接口继承，解决了并发修改的问题
17. 怎么确保一个集合不能被修改？
    • 使用Collections.unmodifiableCollection(Collection c)方法来创建一个只读的集合，当对只读集合进行修改时，集合都会抛出java.lang.UnsupportedOperationException异常
18. 如何遍历HashMap集合？
    • 方式一：获取key集合，通过key值遍历value
      
    • 方式二：通过Iterator进行遍历map.entrySet()集合
    • 方式三：使用forEach()直接遍历map.entrySet()集合，推荐使用

    •  方式四：直接遍历Value集合，只能遍历value得不到key