Java -- 集合（Map接口和Collection接口）

墨蓝 2023-10-03 09:41 34阅读 0赞

## **一、常见集合** ##

#### **Map**接口和**Collection**接口是所有集合框架的父接口 ####

#### 1、Collection接口是集合类的根接口 ####

Java中没有提供这个接口的直接的实现类，但是却让其被继承产生了两个接口，就是Set和List

**Set** 中不能包含重复的元素

**List** 是一个有序的集合，可以包含重复的元素，提供了按索引访问的方式

####  ####

#### 2、Map是Java.util包中的另一个接口 ####

Map接口和Collection接口没有关系，是相互独立的，但是都属于集合类的一部分

Map包含了key-value对。Map不能包含重复的key，但是可以包含相同的value

####  ####

#### 3、Iterator ####

所有的集合类，都实现了Iterator接口，这是一个用于遍历集合中元素的接口，主要包含以下三种方法：

（1）hasNext()是否还有下一个元素

（2）next()返回下一个元素

（3）remove()删除当前元素

> 1、Collection接口的子接口包括：Set接口和List接口
> 
>  Set接口的实现类主要有：HashSet、TreeSet、LinkedHashSet等
> 
>   
>  List接口的实现类主要有：ArrayList、LinkedList、Stack以及Vector等
> 
> 2、Map接口的实现类主要有：HashMap、TreeMap、Hashtable、ConcurrentHashMap以及  
> Properties等  
>

## **二、Map、List、Set接口和类简介** ##

#### 1、List（有序、可重复） ####

List里存放的对象是有序的，同时也是可以重复的，List关注的是索引，拥有一系列和索引相关的方法，查询速度快。因为往list集合里插入或删除数据时，会伴随着后面数据的移动，所有插入删除数据速度慢。

#### 2、Set（无序、不能重复） ####

Set里存放的对象是无序，不能重复的，集合中的对象不按特定的方式排序，只是简单地把对象加入集合中。

#### 3、Map（键值对、键唯一、值不唯一） ####

Map集合中存储的是键值对，键不能重复，值可以重复。根据键得到值，对map集合遍历时先得到键的set集合，对set集合进行遍历，得到相应的值。

对比如下：

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## 三、**常见的集合底层实现** ##

ArrayList底层是数组。

LinkedList底层是双向链表。

HashMap底层与HashTable原理相同，Java 8版本以后如果同一位置哈希冲突大于8则链表

变成红黑树。

HashTable底层是链地址法组成的哈希表（即数组+单项链表组成）。

HashSet底层是HashMap。

LinkedHashMap底层修改自HashMap，包含一个维护插入顺序的双向链表。

TreeMap底层是红黑树。

LinkedHashSet底层是LinkedHashMap。

TreeSet底层是TreeMap。

## 四、HashMap**与**HashTable**的区别** ##

HashMap没有考虑同步，是线程不安全的；Hashtable使用了synchronized关键字，是线程安全的

HashMap允许K/V都为null；后者K/V都不允许为null

## 五、ConcurrentHashMap**和**Hashtable**的区别** ##

ConcurrentHashMap 结合了 HashMap 和 HashTable 二者的优势。HashMap 没有考虑同

步，HashTable 考虑了同步的问题。但是 HashTable 在每次同步执行时都要锁住整个结构。

ConcurrentHashMap 锁的方式是稍微细粒度的

## 六、ConcurrentHashMap**实现原理** ##

JDK1.7 : 【数组（Segment） + 数组（HashEntry） + 链表（HashEntry节点）】

ConcurrentHashMap（分段锁） 对整个桶数组进行了分割分段(Segment)，每一把锁只锁

容器其中一部分数据，多线程访问容器里不同数据段的数据，就不会存在锁竞争，提高并发访

问率。

Segment是一种可重入锁ReentrantLock，在ConcurrentHashMap里扮演锁的角色，

HashEntry则用于存储键值对数据。

JDK1.8 : Node数组+链表 / 红黑树

利用CAS+Synchronized来保证并发更新的安全，底层依然采用数组+链表+红黑树的存储结

构

## 七、ArrayList **和**Vector **的区别** ##

Vector 是线程安全的，ArrayList 是线程不安全的。

Vector在数据满时增长为原来的两倍，而 ArrayList在数据量达到容量的一半时,增长为原容量

的1.5倍。

## 八、ArrayList**和**LinkedList**的区别** ##

LinkedList基于链表的数据结构；ArrayList基于动态数组的数据结构

LinkedList 在插入和删除数据时效率更高，ArrayList 查询效率更高

## 九、HashMap **默认的初始化长度是多少** ##

在JDK中默认长度是16，并且默认长度和扩容后的长度都必须是 2 的幂

## 十、Java**集合框架** ##

每种编程语言中都有集合，最初的Java版本包含几种集合类：Vector、Stack、HashTable和

Array。随着集合的广泛使用，Java1.2提出了囊括所有集合接口、实现和算法的集合框架。在

保证线程安全的情况下使用泛型和并发集合类，Java已经经历了很久。它还包括在Java并发包

中，阻塞接口以及它们的实现。集合框架的部分优点如下：

（1）使用核心集合类降低开发成本，而非实现我们自己的集合类。

（2）随着使用经过严格测试的集合框架类，代码质量会得到提高。

（3）通过使用JDK附带的集合类，可以降低代码维护成本。

（4）复用性和可操作性。

## **十一、集合框架中的泛型** ##

Java1.5引入了泛型，所有的集合接口和实现都大量地使用它。泛型允许我们为集合提供一个可

以容纳的对象类型，因此，如果你添加其它类型的任何元素，它会在编译时报错。这避免了在

运行时出现ClassCastException，因为你将会在编译时得到报错信息。泛型也使得代码整

洁，我们不需要使用显式转换和instanceOf操作符。它也给运行时带来好处，因为不会产生类

型检查的字节码指令

## **十二、**Collection**不从**Cloneable**和**Serializable**接口继承** ##

Collection接口指定一组对象，对象即为它的元素。如何维护这些元素由Collection的具体实

现决定。例如，一些如List的Collection实现允许重复的元素，而其它的如Set就不允许。很多

Collection实现有一个公有的clone方法。然而，把它放到集合的所有实现中也是没有意义

的。这是因为Collection是一个抽象表现。重要的是实现。

当与具体实现打交道的时候，克隆或序列化的语义和含义才发挥作用。所以，具体实现应该决

定如何对它进行克隆或序列化，或它是否可以被克隆或序列化。

在所有的实现中授权克隆和序列化，最终导致更少的灵活性和更多的限制。特定的实现应该决

定它是否可以被克隆和序列化

## **十三、**Map**接口不继承**Collection**接口** ##

尽管Map接口和它的实现也是集合框架的一部分，但Map不是集合，集合也不是Map。因此，

Map继承Collection毫无意义，反之亦然。

如果Map继承Collection接口，那么元素去哪儿？Map包含key-value对，它提供抽取key或

value列表集合的方法，但是它不适合“一组对象”规范。

## 十四、Iterator ##

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

## 十五、Enumeration**和**Iterator**接口的区别** ##

Enumeration的速度是Iterator的两倍，也使用更少的内存。Enumeration是非常基础的，

也满足了基础的需要。但是，与Enumeration相比，Iterator更加安全，因为当一个集合正在

被遍历的时候，它会阻止其它线程去修改集合。

迭代器取代了Java集合框架中的Enumeration。迭代器允许调用者从集合中移除元素，而

Enumeration不能做到。为了使它的功能更加清晰，迭代器方法名已经经过改善

## 十六、Iterater**和**ListIterator**之间区别** ##

（1）我们可以使用Iterator来遍历Set和List集合，而ListIterator只能遍历List。

（2）Iterator只可以向前遍历，而LIstIterator可以双向遍历。

（3）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

## 十七、hashCode()**和**equals()**方法** ##

HashMap使用Key对象的hashCode()和equals()方法去决定key-value对的索引。当我们试

着从HashMap中获取值的时候，这些方法也会被用到。如果这些方法没有被正确地实现，在

这种情况下，两个不同Key也许会产生相同的hashCode()和equals()输出，HashMap将会认

为它们是相同的，然后覆盖它们，而非把它们存储到不同的地方。同样的，所有不允许存储重

复数据的集合类都使用hashCode()和equals()去查找重复，所以正确实现它们非常重要。

equals()和hashCode()的实现应该遵循以下规则：

（1）如果o1.equals(o2)，那么o1.hashCode() == o2.hashCode()总是为true的。

（2）如果o1.hashCode() == o2.hashCode()，并不意味着o1.equals(o2)会为true。

## **十八、能否使用任何类作为**Map**的**key ##

我们可以使用任何类作为Map的key，然而在使用它们之前，需要考虑以下几点：

（1）如果类重写了equals()方法，它也应该重写hashCode()方法。

（2）类的所有实例需要遵循与equals()和hashCode()相关的规则。请参考之前提到的这些规

则。

（3）如果一个类没有使用equals()，你不应该在hashCode()中使用它。

（4）用户自定义key类的最佳实践是使之为不可变的，这样，hashCode()值可以被缓存起

来，拥有更好的性能。不可变的类也可以确保hashCode()和equals()在未来不会改变，这样

就会解决与可变相关的问题了

## **十九、选用**HashMap**还是**TreeMap ##

对于在Map中插入、删除和定位元素这类操作，HashMap是最好的选择。然而，假如你需要

对一个有序的key集合进行遍历，TreeMap是更好的选择。基于你的collection的大小，也许

向HashMap中添加元素会更快，将map换为TreeMap进行有序key的遍历

## **二十、哪些集合类提供对元素的随机访问？** ##

ArrayList、HashMap、TreeMap和HashTable类提供对元素的随机访问

## **二十一、队列和栈区别** ##

栈和队列两者都被用来预存储数据。java.util.Queue是一个接口，它的实现类在Java并发包

中。队列允许先进先出（FIFO）检索元素，但并非总是这样。Deque接口允许从两端检索元

素。

栈与队列很相似，但它允许对元素进行后进先出（LIFO）进行检索。

Stack是一个扩展自Vector的类，而Queue是一个接口

## 二十二、Collections**类** ##

Java.util.Collections是一个工具类仅包含静态方法，它们操作或返回集合。它包含操作集合

的多态算法，返回一个由指定集合支持的新集合和其它一些内容。这个类包含集合框架算法的

方法，比如折半搜索、排序、混编和逆序等

## 二十三、Comparable**和**Comparator**接口区别** ##

Comparable和Comparator接口被用来对对象集合或者数组进行排序。Comparable接口被

用来提供对象的自然排序，我们可以使用它来提供基于单个逻辑的排序。

Comparator接口被用来提供不同的排序算法，我们可以选择需要使用的Comparator来对给

定的对象集合进行排序

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