Java集合框架基础知识整理

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集合接口

Collection接口

Collection是最基本的集合接口，一个Collection代表一组Object，java不提供直接继承自Collection的类，只提供继承于的子接口（如List和Set）。

Collection接口存储一组不唯一，无序的对象。

List接口

List接口是一个有序的Collection，能够精确的控制每个元素插入的位置，能够通过索引来访问List中的元素，第一个元素索引为0，并且允许有相同的元素。

List接口存储一组不唯一，有序（插入的顺序）的对象。

Set接口

Set具有与Collection完全一样的接口，只是行为上不同，Set不保存重复的元素。

Set接口存储一组唯一，无序的对象。

SortedSet

继承于Set，保存有序的集合。

Map接口

Map接口存储一组键值对象，提供key到value的映射。

Map.Entry

描述在一个Map中的一个元素（键/值对）。是Map的内部类。

SortedMap

继承于Map，使Key保持升序排列。

Set和List的区别

1. Set接口实例存储的事无序的、不重复的数据。List接口实例存储的事有序的、可以重复的元素。

2. Set检索效率低，删除插入效率高，插入和删除不会引起元素位置的改变。

3. List和数组类似，可以动态增长，根据实际存储的数据的长度自动增长List的长度。查找元素效率高，插入和删除元素效率低，因为会引起其他元素位置的改变。

常用的集合实现类

ArrayList

该类实现类List接口，实现了可变大小的数组，随机访问和遍历元素是，提供更好的性能。

该类是非同步的，在多线程的情况下不要使用。ArrayList增长当前长度的50%，插入和删除效率低。

LinkedList

该类实现了List接口，允许有null元素。主要用于创建链表数据结构，该类没有同步方法，如果多线程同事访问一个List，则必须自己实现访问同步，解决方法就是在创建List是构造一个同步的List。例如：

Listlist=Collections.syncronizedList(new LinkedList(....));

LinkedList查询效率低。

HashSet

该类实现了Set接口，不允许出现重复元素，不保证集合中元素的顺序，允许包含值为null的元素，但最多只能一个。

LinkedHashSet

具有可预知迭代顺序的Set接口的哈希表和链接表实现。

HashMap

是一个散列表，它存储的内容是键值对映射。

该类实现类Map接口，根据键的HashCode值存储数据，具有很快的访问速度，最多允许一条记录的键为null，不支持线程同步。

LinkedHashMap

继承于HashMap，使用元素的自然顺序对元素进行排序。

1. new一个对象在java内部做了哪些工作？

从静态角度来看，new一个对象是创建了一个类的对象实例。从jvm运行角度来看，当jvm执行到new字节码时，首先会查看类有没有被加载到内存以及初始化，如果是第一次使用该类，则首先加载该类。加载完成后便会在堆内存分配该对象实例的内存空间，虚拟机栈分配对象实例的应用内存。

2. 抽象类是否可以定义构造函数？如果能，是否能new一个抽象类？

抽象类同样也可以定义构造函数，但是不能new一个抽象类。

3. 既然不能new一个抽象类，那它定义构造函数有什么意义？

抽象类中的构造函数只能通过构造函数链调用，也就是从其他类中的构造函数调用，它的作用可以初始化抽象类中的一些初始值。

4. String是否是基本数据类型？它与StringBuilder、StringBuffer有什么区别？

String不是基本数据类型。

String定义之后是不可变的，尽管它能在程序中多次赋值以及拼接，但实际上每次赋值都是在内存中重新开辟一块内存空间。

StringBuilder和StringBuffer是可变的，多次对他们赋值不会在内存中开辟一块空间，StringBuilder不是线程安全的，StringBuffer是线程安全的。

5. StringBuilder与StringBuffer的内部实现原理是什么？

StringBuffer与SpringBuilder的不同点在于StringBuffer在append方法加了synchronized关键字，它是线程安全的。

它们都继承自AbstractBuilder，内部实现都是一个裤边数组，数组初始长度为16。 当调用append方法拼接字符串时，其内部实际上是调用System.arraycopy将字符串拷贝进了可变数组。

6. StringBuilder的扩容机制是什么？

StringBuilder在内部是一个字符串数组，默认大小为16，当容量超过16时，会进行扩容，新的数组大小是之前数组大小的2倍+2，也就是第一次扩容大小为34。扩容后将以前的数组拷贝到新数组中。

7. String str = "a" 与 String str = new String("b") 有什么区别？

String str = "a"，首先会去常量池中查找是否有"a"字符串，如果有则直接指向它，没有则咋常量池中创建并指向它。

String str = new String("b")，会在堆内存中创建一个String对象实例，并指向它，同时它也会在常量池中创建"b"对象。

8. ==与equals的区别？

==比较的引用地址，如果是基本类型比较的事值。

equals，如果比较的对象没有重写equals方法，则比较的事引用地址。如果比较的对象重写了equals方法，则比较的两个对象的内容是否一样。

9. 重写equals方法需要注意什么？

在重写equals方法时，一定要重写hashCode方法，hashCode方法是计算对象的hash值。

在java中规定：

equals定于true，则它们的hashCode一定相等；

equals等于false，则它们的hashCode可能相等可能不相等，也就是hashCode相等，则equals不一定相等。

之所以在重写hashCode方法，主要是应用在集合中判断。

如果没有重写类的hashCode方法，只重写equals方法当两个对象equals等于true时，它们的hashCoefficient不相等。此时如果将它们作为key放到Map集合中，由于它们的hash值不相等，所以Map认为它们是不相等的Key，此时在Map中将会在逻辑上存在两个相等的key值，不符合我们对程序的预期。所以在重写equals方法是必须重写hashCode方法。

10. 重写hashCode方法需要注意什么？

在设计散列函数时，应该尽量避免冲突。如果频繁的产生散列冲突，在将对象作为key存放在Map中是，会将不同的key值散列到一个位置，对Map的性能会有所影响。

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