【JAVA】【面试】【基础篇】- 集合

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【基础篇】-集合

• List 和 Set 区别

  List,Set都是继承自Collection接口，List特点：有序可重复，Set特点：无序不可重复，重复元素会覆盖掉

  Set：检索元素效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变。<实现类有HashSet,TreeSet>

  List：和数组类似，List可以动态增长，查找元素效率高，插入删除元素效率低，因为会引起其他元素位置改变。<实现类有ArrayList,LinkedList,Vector>

• List 和 Map 区别

  List是对象集合，允许对象重复。

  Map是键值对的集合，不允许key重复。

• Arraylist 与 LinkedList 区别

  Arraylist：

  优点：ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,因为地址连续，一旦数据存储好了，查询操作效率会比较高（在内存里是连着放的）。

  缺点：因为地址连续， ArrayList要移动数据,所以插入和删除操作效率比较低。

  LinkedList：

  优点：LinkedList基于链表的数据结构,地址是任意的，所以在开辟内存空间的时候不需要等一个连续的地址，对于新增和删除操作add和remove，LinedList比较占优势。LinkedList 适用于要头尾操作或插入指定位置的场景

  缺点：因为LinkedList要移动指针,所以查询操作性能比较低。

  适用场景分析：

  当需要对数据进行对此访问的情况下选用ArrayList，当需要对数据进行多次增加删除修改时采用LinkedList。

• ArrayList 与 Vector 区别

  public ArrayList(int initialCapacity)//构造一个具有指定初始容量的空列表。
  public ArrayList()//构造一个初始容量为10的空列表。
  public ArrayList(Collection<?  extends E> c)//构造一个包含指定 collection 的元素的列表
  

  public Vector()//使用指定的初始容量和等于零的容量增量构造一个空向量。
  public Vector(int initialCapacity)//构造一个空向量，使其内部数据数组的大小，其标准容量增量为零。
  public Vector(Collection<? extends E> c)//构造一个包含指定 collection 中的元素的向量
  public Vector(int initialCapacity,int capacityIncrement)//使用指定的初始容量和容量增量构造一个空的向量
  

  ArrayList和Vector都是用数组实现的，主要有这么三个区别：

  1. Vector是多线程安全的，线程安全就是说多线程访问同一代码，不会产生不确定的结果。而ArrayList不是，这个可以从源码中看出，Vector类中的方法很多有synchronized进行修饰，这样就导致了Vector在效率上无法与ArrayList相比；

  2. 两个都是采用的线性连续空间存储元素，但是当空间不足的时候，两个类的增加方式是不同。

  3. Vector可以设置增长因子，而ArrayList不可以。

  4. Vector是一种老的动态数组，是线程同步的，效率很低，一般不赞成使用。

  适用场景分析：

  1. Vector是线程同步的，所以它也是线程安全的，而ArrayList是线程异步的，是不安全的。如果不考虑到线程的安全因素，一般用ArrayList效率比较高。

  2. 如果集合中的元素的数目大于目前集合数组的长度时，在集合中使用数据量比较大的数据，用Vector有一定的优势。

• HashMap 和 Hashtable 的区别

  1. hashMap去掉了HashTable 的contains方法，但是加上了containsValue（）和containsKey（）方法。

  2. hashTable同步的，而HashMap是非同步的，效率上逼hashTable要高。

  3. hashMap允许空键值，而hashTable不允许。

  注意：

  • TreeMap：非线程安全基于红黑树实现。TreeMap没有调优选项，因为该树总处于平衡状态。
  • Treemap：适用于按自然顺序或自定义顺序遍历键(key)。

• HashSet 和 HashMap 区别

  set是线性结构，set中的值不能重复，hashset是set的hash实现，hashset中值不能重复是用hashmap的key来实现的。

  map是键值对映射，可以空键空值。HashMap是Map接口的hash实现，key的唯一性是通过key值hash值的唯一来确定，value值是则是链表结构。

  他们的共同点都是hash算法实现的唯一性，他们都不能持有基本类型，只能持有对象

• HashMap 和 ConcurrentHashMap 的区别

  ConcurrentHashMap是线程安全的HashMap的实现。

  • ConcurrentHashMap对整个桶数组进行了分割分段(Segment)，然后在每一个分段上都用lock锁进行保护，相对于HashTable的syn关键字锁的粒度更精细了一些，并发性能更好，而HashMap没有锁机制，不是线程安全的。
  • HashMap的键值对允许有null，但是ConCurrentHashMap都不允许。

• HashMap 的工作原理及代码实现

• ConcurrentHashMap 的工作原理及代码实现

  HashTable里使用的是synchronized关键字，这其实是对对象加锁，锁住的都是对象整体，当Hashtable的大小增加到一定的时候，性能会急剧下降，因为迭代时需要被锁定很长的时间。

  ConcurrentHashMap算是对上述问题的优化，其构造函数如下，默认传入的是16，0.75，16。

  public ConcurrentHashMap(int paramInt1, float paramFloat, int paramInt2)  {
  //…
  int i = 0;
  int j = 1;
  while (j < paramInt2) {
    ++i;
    j <<= 1;
  }
  this.segmentShift = (32 - i);
  this.segmentMask = (j - 1);
  this.segments = Segment.newArray(j);
  //…
  int k = paramInt1 / j;
  if (k * j < paramInt1)
    ++k;
  int l = 1;
  while (l < k)
    l <<= 1;
   
  for (int i1 = 0; i1 < this.segments.length; ++i1)
    this.segments[i1] = new Segment(l, paramFloat);
   }
  public V put(K paramK, V paramV)  {
  if (paramV == null)
    throw new NullPointerException();
  int i = hash(paramK.hashCode()); //这里的hash函数和HashMap中的不一样  
  return this.segments[(i >>> this.segmentShift & this.segmentMask)].put(paramK, i, paramV, false);
  }
  

  ConcurrentHashMap引入了分割(Segment)，上面代码中的最后一行其实就可以理解为把一个大的Map拆分成N个小的HashTable，在put方法中，会根据hash(paramK.hashCode())来决定具体存放进哪个Segment，如果查看Segment的put操作，我们会发现内部使用的同步机制是基于lock操作的，这样就可以对Map的一部分（Segment）进行上锁，这样影响的只是将要放入同一个Segment的元素的put操作，保证同步的时候，锁住的不是整个Map（HashTable就是这么做的），相对于HashTable提高了多线程环境下的性能，因此HashTable已经被淘汰了。
  

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