Java 容器详解
一.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 LinkedList Vector Stack Set HashSet LinkedHashSet TreeSet Map HashMap
LinkedHashMap TreeMap ConcurrentHashMap Hashtable
二.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)。
三.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。 三者之间的区别，如下表：
1. 三者之间的区别如下：
1) 元素重复性：
① List允许有重复的元素。任何数量的重复元素都可以在不影响现有重复元素的值及其索引的情况下插入到List集合中；
② Set集合不允许元素重复。Set以及所有实现了Set接口的类都不允许重复值的插入，若多次插入同一个元素时，在该集合中只显示一个；
③ Map以键值对的形式对元素进行存储。Map不允许有重复键，但允许有不同键对应的重复的值；
2) 元素的有序性：
① List及其所有实现类保持了每个元素的插入顺序；
② Set中的元素都是无序的；但是某些Set的实现类以某种殊形式对其中的元素进行排序，如：LinkedHashSet按照元素的插入顺序进行排序；
③ Map跟Set一样对元素进行无序存储，但其某些实现类对元素进行了排序。如：TreeMap根据键对其中的元素进行升序排序；
3) 元素是否为空值：
① List允许任意数量的空值；
② Set最多允许一个空值的出现；[ 当向Set集合中添加多个null值时，在该Set集合中只会显示一个null元素]
③ Map只允许出现一个空键，但允许出现任意数量的空值；
总结： List中的元素，有序、可重复、可为空；
Set中的元素，无序、不重复、只有一个空元素；
Map中的元素，无序、键不重，值可重、可一个空键、多可空值；
2. 实现类：
① List：ArrayList、LinkedList；
② Set：HashSet、LinkedHashSet、TreeSet、SortedSet等等；③ Map：HashMap、TreeMap、WeakHashMap、LinkedHashMap、IdentityHashMap等等；
3. List集合的子类ArrayList、Vector、LinkedList之间的区别：
ArrayList和Vector都是以数组的方式存储数据的，此数组长度大于实际存储元素个数，以方便插入元素；它们都允许直接按索引获取元素；由于在插入数据时，涉及到数组元素的移动等内存操作，所以在插入数据时执行速度较慢；Vector是线程安全的(synchronized)，所以性能上要比ArrayList差；而LinkedList是以双向链表的形式存储数据的，在按索引获取数据时只需要向前或者向后进行遍历即可；在插入数据时，只需要记录本项的前后项即可，所以插入速度较快。
4. HashMap和HashTable的区别：
HashMap时HashTable的轻量级实现(非线程安全的实现)，它们都实现了Map接口，主要区别在于HashMap允许空(null)键值(key)，由于非线程安全，效率上高于HashTable。HashMap允许将null作为一个entry的key或者value，而HashTable不允许。HashMap去掉 了HashTable的contains方法，改成containsValue和containsKey方法。二者最大的不同是，HashTable的方法是synchronized(线程安全的)，而HashMap不是，在多个线程访问HashTable时，不需要自己为它的方法实现同步，而HashMap就必须为之提供外同步。
21. HashMap 和 Hashtable 有什么区别？
HashMap是继承自AbstractMap类，而HashTable是继承自Dictionary类。不过它们都实现了同时实现了map、Cloneable（可复制）、Serializable（可序列化）这三个接口。 Hashtable比HashMap多提供了elments() 和contains() 两个方法。 HashMap的key-value支持key-value，null-null，key-null，null-value四种。而Hashtable只支持key-value一种（即key和value都不为null这种形式）。既然HashMap支持带有null的形式，那么在HashMap中不能由get()方法来判断HashMap中是否存在某个键， 而应该用containsKey()方法来判断，因为使用get的时候，当返回null时，你无法判断到底是不存在这个key，还是这个key就是null，还是key存在但value是null。 线程安全性不同：HashMap的方法都没有使用synchronized关键字修饰，都是非线程安全的，而Hashtable的方法几乎都是被synchronized关键字修饰的。但是，当我们需要HashMap是线程安全的时，怎么办呢？我们可以通过Collections.synchronizedMap(hashMap)来进行处理，亦或者我们使用线程安全的ConcurrentHashMap。ConcurrentHashMap虽然也是线程安全的，但是它的效率比Hashtable要高好多倍。因为
ConcurrentHashMap使用了分段锁，并不对整个数据进行锁定。 初始容量大小和每次扩充容量大小的不同：Hashtable默认的初始大小为11，之后每次扩充，容量变为原来的2n+1。HashMap默认的初始化大小为16。之后每次扩充，容量变为原来的2倍。 计算hash值的方法不同：为了得到元素的位置，首先需要根据元素的 KEY计算出一个hash值，然后再用这个hash值来计算得到最终的位置。Hashtable直接使用对象的hashCode。hashCode是JDK根据对象的地址或者字符串或者数字算出来的int类型的数值。然后再使用除留余数发来获得最终的位置。
22.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。
23.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，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。24.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。25.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。
26.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：
27.ArrayList 和 Vector 的区别是什么？
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%。
28.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。
29.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 remove()会直接抛出NoSuchElementException 异常，而 poll()会返回 null。 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());
30.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。
31.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。
32.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(); while(it. hasNext()){ 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ConcurrentModifificationException 异常。
33.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。
34.怎么确保一个集合不能被修改？
可以使用 Collections. unmodififiableCollection(Collection c) 方法来创建一个只读集合，这样改变集合的任何操作都会抛出 Java. lang. UnsupportedOperationException 异常。 示例代码如下：
List<String> list = new ArrayList<>(); list. add("x"); Collection<String> clist = Collections. unmodifiableCollection(list); clist. add("y"); // 运行时此行报错 System. out. println(list. size());
