Java面试题（含答案）3.集合框架篇

1. Java集合框架包括哪些接口和类？

答案：Java集合框架主要包括两大接口：Collection 和 Map。

• Collection 接口下有 List、Set 和 Queue 等子接口，以及它们的实现类如 ArrayList、LinkedList、HashSet、LinkedHashSet、PriorityQueue 等。
• Map 接口下有 HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable、ConcurrentHashMap 等实现类。

2. List、Set 和 Map 之间的主要区别是什么？

答案：

• List 是一个有序集合，允许存储重复元素，通过索引访问元素。
• Set 是一个无序集合，不允许存储重复元素。
• Map 是一个存储键值对的集合，键是唯一的，通过键来检索值。

3. ArrayList 和 LinkedList 的主要区别是什么？

答案：

• ArrayList 是基于动态数组实现的，随机访问元素效率高，但在列表中间插入或删除元素时效率较低，因为需要移动元素。
• LinkedList 是基于双向链表实现的，在列表中间插入或删除元素时效率较高，但随机访问元素效率较低。

4. HashMap 的工作原理是什么？它如何处理哈希冲突？

答案：

• HashMap 基于哈希表实现，通过计算键的哈希值来确定元素在数组中的位置。
• 哈希冲突是指不同的键计算出相同的哈希值。HashMap 使用链表或红黑树（当链表长度超过一定阈值时）来处理哈希冲突，将具有相同哈希值的元素存储在同一个桶中。

5. ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的主要区别是什么？

答案：

• Hashtable 是线程安全的，但性能较低，因为它是通过同步整个方法来实现的。
• ConcurrentHashMap 也是线程安全的，但性能更高，因为它通过分段锁或CAS操作来实现更细粒度的并发控制。

6. 你如何遍历一个集合？

答案：

• 对于 List 和 Set，可以使用迭代器（Iterator）或增强的for循环（也称为foreach循环）来遍历。
• 对于 Map，可以使用 entrySet()、keySet() 或 values() 方法配合迭代器或增强的for循环来遍历。

7. 解释一下fail-fast和fail-safe迭代器。

答案：

• fail-fast 迭代器在迭代过程中，如果集合结构被修改（除了通过迭代器自身的remove方法），则会抛出 ConcurrentModificationException 异常。Java集合框架中的大部分迭代器都是fail-fast的。
• fail-safe 迭代器在迭代过程中，即使集合结构被修改，也不会抛出异常。它通常通过复制底层集合来避免并发修改问题，因此可能反映的是迭代器创建时的集合状态，而不是最新的状态。CopyOnWriteArrayList 和 ConcurrentHashMap 的迭代器是fail-safe的。

8. 什么是Java中的优先队列（PriorityQueue）？

答案：

• PriorityQueue 是一个基于优先级堆的无界队列，元素按照其自然顺序或者通过提供的 Comparator 进行排序。队列的头部是按指定排序规则确定的最小元素。如果多个元素都是最小值，则按照它们被添加到队列的顺序取出。

9. 谈谈Java中的Deque接口及其实现类。

答案：

• Deque 是一个双端队列接口，它支持在队列两端插入和删除元素。Deque 接口的实现类包括 ArrayDeque 和 LinkedList。Deque 可以用于实现栈（LIFO）或队列（FIFO）等数据结构。

10. 解释一下Java中的Collections工具类。

答案：

• Collections 是Java提供的一个工具类，包含了许多静态方法，用于对集合进行排序、搜索、线程安全化等操作。例如，sort() 方法可以对列表进行排序，binarySearch() 方法可以在已排序的列表中进行二分查找，synchronizedList() 方法可以返回一个线程安全的列表等。