java 集合面试问题

问题	答案	构造函数	方法
ArrayList	动态数组，非线程安全，允许添加null。查找效率高，但每次插入或删除元素，就要大量地移动元素，插入删除元素的效率低。   fast-fail事件产生的条件：当多个线程对Collection进行操作时，若其中某一个线程通过iterator去遍历集合时，该集合的内容被其他线程所改变；则会抛出ConcurrentModificationException异常。   fast-fail解决办法：通过util.concurrent集合包下的相应类去处理，则不会产生fast-fail事件。	1.7 默认大小10 1.8 默认大小0	扩容：超过容量才会扩容 1.7 (原始容量x3)/2 + 1 1.8 1.5倍   add(E e) add(int index, E element) addAll(Collection<? extends E> c) get(int index) indexOf(Object o) 查找值为null时用==比较，不能用equals比较 remove(int index) remove(Object o) set(int index, E element)
Vector	动态数组，线程安全，允许添加null。	1.7 1.8 都默认大小10	扩容： 1.7 1.8 一样 若容量增加系数 >0，则将容量的值增加“容量增加系数”；否则，将容量大小增加一倍。
LinkedList	双向循环链表，还可以当做栈、队列和双端队列，非线程安全，允许添加null。插入删除效率高，查找效率低	1.7 节点 Entry 1.8 节点 Node   1.7 有头结点，默认前一节点和后一节点都设置为自身 1.8 空	add(E e) 1.7 头插法 1.8 尾插法 remove() remove(int index) get(int index) node(int index) 若index < 双向链表长度的1/2,则从前先后查找;否则，从后向前查找。 set(int index, E element) 迭代器 ListIterator 可前后查找
Hashtable	数组+链表，key value 都不允许为null	1.7 1.8 默认大小 11 负载因子 0.75f	数组扩容： 1.7 1.8 2倍原容量+1 头插法插入数据 hash值计算 int hash = key.hashCode(); 数组中位置index 计算 int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length; Hashtable和HashMap不同之处 1、继承不同 2、默认容量及扩容方式不同 3、Hashtable中key和value都不允许为null，而HashMap中key和value都允许为null 4、hash值的计算方式不同。 &0x7FFFFFFF的目的是为了将负的hash值转化为正值 5、线程安全性不同 6、两个遍历方式的内部实现上不同
HashMap   会产生死循环 jdk1.8 扩容是两个链表，不会成环，所以不会死锁 jdk1.7扩容会产生环状死锁，主要是table[0]处产生死锁	1.7 数组+链表，key value 都允许为null 节点 Entry   1.8 数组+链表或红黑树，key value 都允许为null 节点 Node TreeNode	1.7 默认初始化数组 16 大于 initialCapacity的最小的 2 的 n 次方值   1.8 默认初始化数组 0 大于 initialCapacity的最小的 2 的 n 次方值	1.7 数组扩容：2倍扩容 头插法插入数据 hash值计算 int hash = hash(key.hashCode()); (目的：散列均匀分布) 数组中位置index 计算 int index = hash & (length-1); 注：null插入table[0]，但并不一定是头结点   1.8 数组扩容：2倍扩容 尾插法 插入表尾后若长度大于8，则会将链表转换成红黑树
为什么HashMap中链表长度超过8会转换成红黑树？			HashMap在jdk1.8之后引入了红黑树的概念，表示若桶中链表元素超过8时，会自动转化成红黑树；若桶中元素小于等于6时，树结构还原成链表形式。 原因： 　　红黑树的平均查找长度是log(n)，长度为8，查找长度为log(8)=3，链表的平均查找长度为n/2，当长度为8时，平均查找长度为8/2=4，这才有转换成树的必要；链表长度如果是小于等于6，6/2=3，虽然速度也很快的，但是转化为树结构和生成树的时间并不会太短。 还有选择6和8的原因是： 　　中间有个差值7可以防止链表和树之间频繁的转换。假设一下，如果设计成链表个数超过8则链表转换成树结构，链表个数小于8则树结构转换成链表，如果一个HashMap不停的插入、删除元素，链表个数在8左右徘徊，就会频繁的发生树转链表、链表转树，效率会很低。
ConcurrentHashMap	1.7 由多个 Segment 组成 继承 ReentrantLock 来进行加锁 每个Segment里面相当于嵌套了一个hashMap   1.8 数据结构和1.8Map类似 采用了 CAS + synchronized 来保证并发安全性	1.7 Segment 默认16，Segment 数组不可以扩容，内部数组可扩容 volatile V val; volatile Node<K,V> next;   1.8 默认初始化为16	1.7 get 不需要加锁 put 尝试自旋获取锁，如果重试的次数达到了 MAX_SCAN_RETRIES 则改为阻塞锁获取，保证能获取成功。   1.8 数组扩容：sizeCtl = 【 (1.5 * initialCapacity + 1)，然后向上取最近的 2 的 n 次方】尾插法 put : 利用 CAS 尝试写入加入新数据，用synchronize对头结点进行加锁。某个链表长度超过8时触发转变为红黑数，当数组长度小于64的时候，并不会真的进行转换成红黑树，
HashSet	底层HashMap实现，元素不能重复，可以存null // 使用 HashMap 的 key 保存 HashSet 中所有元素 private transient HashMap<E,Object> map; // 定义一个虚拟的 Object 对象作为 HashMap 的 value private static final Object PRESENT = new Object();	见Map	见Map
LinkedHashMap	数组+链表，双向循环链表 双向循环链表存储Map里面的所有数据，并定义迭代顺序	见Map	尾插法 默认 accessOrder==false 按插入顺序排序 accessOrder== true 按访问顺序排序
LinkedHashSet	有HashSet的访问速度（因为访问的时候都是通过HashSet的方法访问的），同时可以维护顺序	见Map
TreeMap	红黑树 排序		覆写Comparable接口 查询、插入、删除效率均没有HashMap高，一般只有要对key排序时才使用TreeMap TreeMap的key不能为null，而HashMap的key可以为null。
TreeSet	基于TreeMap实现
Stack			push(E) 入栈 pop() 出栈 peek() 获取 栈顶元素，不删除
LinkedQueue			put(E) 入队列 take() 出队列 peek() 获取队首元素
Collection与Collections	Collection 是一个集合接口 ，提供了对集合对象进行基本操作的通用接口方法 Collections 不能实例化，构造函数私有；		Collections常用方法：排序、搜索以及线程安全 Collections.sort() 归并排序 max min 最大、最小值 reverse 反转 swap 交换
Map 遍历
Math			double Math.sqrt(16) 计算平方根 double Math.pow(3,2) 计算a的b次方 Math.abs(-10.4) 计算绝对值 double Math.ceil(-10.1) 返回最大值 -10 double Math.floor(-10.1) 返回最小值 int Math.round(10.7) 四舍五入
Random			Random r = new Random(); r.nextDouble() 介于[0,1.0)之间 r.nextInt(int n) 介于[0,n)的区间