Java集合框架深度解析与面试指南

"02-Java集合容器面试题-重点" Java集合框架是Java语言中用于存储和管理对象的重要工具，它提供了多种数据结构和算法，方便程序员处理对象的存储和检索。以下是关于Java集合框架的一些关键知识点： 1. **集合容器概述**：集合是用来存储一组对象的容器，它的特点是动态大小，可以容纳不同类型的对象（但通常建议保持类型一致），并且提供了丰富的操作方法。 2. **集合和数组的区别**：集合相比于数组更灵活，可以动态调整大小，支持更多的操作，如排序、查找等；而数组是固定大小的，更适合存储同类型的数据，并且访问速度更快。 3. **使用集合框架的好处**：提高了代码的可读性、可维护性，减少了代码重复，同时提供了许多高效的数据结构和算法。 4. **常用集合类**：主要包括List、Set、Map三大接口，以及它们的实现类，如ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap、TreeSet、TreeMap等。 5. **List、Set、Map的区别**： - List是有序的，允许重复元素，如ArrayList和LinkedList。 - Set不允许重复元素，无序，如HashSet和TreeSet。 - Map是键值对的集合，键（Key）不允许重复，无特定顺序，如HashMap和TreeMap。 6. **继承关系**：List、Set继承自Collection接口，Map则不直接继承Collection，但其子类如HashMap实现了Map接口。 7. **集合框架底层数据结构**：ArrayList基于动态数组，LinkedList基于双向链表，HashSet基于哈希表，HashMap同样基于哈希表，但在JDK1.8中引入了红黑树优化。 8. **线程安全**：ArrayList、LinkedList、HashSet和HashMap默认是非线程安全的，而Vector和ConcurrentHashMap是线程安全的。 9. **快速失败机制**：当多个线程同时修改一个集合时，若非线程安全的集合检测到这种修改，会抛出`ConcurrentModificationException`，这就是所谓的“fail-fast”。 10. **Collection接口**：提供了一组通用的操作，如add、remove、contains等，以及迭代器Iterator。 11. **迭代器Iterator**：用于遍历集合，提供hasNext()和next()方法，可以用来逐个访问集合元素并进行删除。 12. **边遍历边移除**：使用Iterator的remove()方法可以在遍历过程中移除元素。 13. **ListIterator**：比Iterator增加了向前遍历和添加元素的功能。 14. **遍历List**：可以通过for-each循环、Iterator、增强for循环、普通索引遍历等方式。最佳实践通常是使用for-each循环，因为它简洁且不易出错。 15. **ArrayList的优缺点**：优点是随机访问速度快，插入和删除元素相对较慢；缺点是线程不安全，不适合大量并发操作。 16. **数组和List转换**：通过Array的toArray()方法可以将数组转换为List，反之通过Arrays.asList()可以将List转换为数组。 17. **ArrayList、LinkedList、Vector对比**：ArrayList适合于随机访问，插入和删除在尾部较快；LinkedList适合于插入和删除，但随机访问较慢；Vector线程安全，但性能较差。 18. **HashSet实现原理**：基于哈希表，利用对象的hashCode()方法存储元素，通过equals()方法判断重复。 19. **HashMap实现原理**：JDK1.7中采用数组+链表结构，JDK1.8中引入红黑树优化，降低链表过长导致的性能下降。 20. **哈希冲突**：当两个对象的hashCode相同但并不相等时，就会发生哈希冲突，HashMap通过链表或红黑树解决这个问题。 21. **Map接口**：提供了键值对的操作，如put、get、remove等。HashMap使用键的hashCode和equals方法来存储和查找键值对。 22. **HashMap在JDK1.7和JDK1.8的区别**：1.7中，链表长度达到8时转换为红黑树；1.8中，这个阈值降为6，且首次插入就可能构建红黑树。 23. **键的选取**：在HashMap中，键必须实现hashCode()和equals()方法，以确保正确的哈希分布和重复检测。通常，不可变对象如String、Integer更适合用作键，因为它们能提供稳定的哈希值。 以上是关于Java集合框架的部分核心概念和面试题解析，涵盖了集合的基本特性和常用操作，以及一些进阶话题如线程安全、数据结构和算法等。理解这些知识点对于Java开发者来说至关重要。