如图所示:图中,实现边框是实现类、折线边框是抽象类,而点线边框是接口
Collection接口是集合类的跟接口,Java中没有提供这个接口的直接实现类。但是却让其被继承产生了两个接口,就是Set和List。
Set:不能包含重复的元素,无序。
List:可以包含重复的元素,有序。
Map是Java.util包中的另一个接口,和Collection无关。Map包含了k-v对。Map不能包含重复的key,但可以有重复的value
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:
hasNext()是否还有下一个元素
next()返回下一个元素
remove()删除当前元素
集合框架是为表示和操作集合而规定的一种统一的标准的体系结构。任何集合框架都包括三大块内容:对外的接口、接口的实现、对集合运算的算法。
集合框架有:Collection、Set、List、Map。
集合框架的有点:
JDK1.5之后引入泛型,所有的集合接口和实现类都大量的使用它。
序列化:把对象转换为字节序列的过程称为对象的序列化。
反序列化:把字节序列恢复为对象的过程称为对象的反序列化。
实现比较有两种方式:第一种,实体类实现Comparable接口,并实现compareTo(T t)方法,称之为内部比较器。
第二种,创建一个外部比较器,这个外部比较器要实现Comparator接口的compare(T t1, T t2)方法
第一种,实现Comparable接口
package com.company.lianxi;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
/**
* @author BigZ
* @date 19-6-18 下午6:23
*/
public class StudentComparable implements Comparable<StudentComparable> {
private String name;
private int age;
public StudentComparable(){}
public StudentComparable(String name, int age){
this.age = age;
this.name = name;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public int compareTo(StudentComparable o) {
if (getAge() > o.getAge()){
return 1;
} else if (getAge() < o.getAge()){
return -1;
} else {
return 0;
}
}
@Override
public String toString(){
return "{" + name + "," + age + "}";
}
public static void main(String[] args){
StudentComparable tom = new StudentComparable("tom", 12);
StudentComparable jimi = new StudentComparable("jimi", 8);
StudentComparable lora = new StudentComparable("lora", 15);
ArrayList<StudentComparable> arrayList = new ArrayList<>();
arrayList.add(tom);
arrayList.add(jimi);
arrayList.add(lora);
Collections.sort(arrayList);
System.out.println(arrayList);
}
}
// 运行结果
[{jimi,8}, {tom,12}, {lora,15}]
第二种,实现Comparator接口
先定义一个Student类,无需实现任何接口
package com.company.lianxi;
/**
* @author BigZ
* @date 19-6-18 下午6:38
*/
public class Student {
private String name;
private int age;
public Student() {
}
public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
}
再定义一个外部比较器类,实现Comparator接口:
package com.company.lianxi;
import java.util.Comparator;
/**
* @author BigZ
* @date 19-6-18 下午6:37
*/
public class MyComparator implements Comparator<Student> {
@Override
public int compare(Student o1, Student o2) {
if (o1.getAge() > o2.getAge()){
return 1;
} else if (o1.getAge() < o2.getAge()){
return -1;
}
return 0;
}
public static void main(String[] args){
Student marry = new Student("marry", 12);
Student tom = new Student("tom", 12);
Student jackson = new Student("jackson", 88);
MyComparator comparator = new MyComparator();
System.out.println(comparator.compare(marry, tom));
System.out.println(comparator.compare(tom, jackson));
}
}
共同点:
ArrayList和Vector都是实现了List接口,都是有序集合、并且可存放重复的元素、底层是通过数组来实现、这种数据结构查询速度快,増删速度慢。
不同点:
第一,线程安全。Vector实现成安全的,而ArrayList是线程不安全的。单线程下使用ArrayList比较高效,多线程下使用Vector来保证数据安全。
第二,数据增长。ArrayList和Vector都有一个初始的容量大小。扩容时ArraList每次值增长原来的0.5被,而Vector每次增长原来的一倍。ArrayList和Vector都可以设置初始空间大小,Vector还可以设置增长的空间大小,而ArrayList则不能。
HashMap和HashTable都实现了Map接口,并且都是key-value的数据解构。
数据结构:
List存储的是单列数据的集合,而Map存储的是K-V类型的数据集合。
存储上:
List存储的是有序可重复的数据,而Map的key不能重复,且无序,但是value可以重复。
List与Set具有相似性,它们都是单列元素的集合,所以,它们有一个功共同的父接口,叫Collection。Set里面不允许有重复的元素,所谓重复,即不能有两个相等(注意,不是仅仅是相同)的对象 ,即假设Set集合中有了一个A对象,现在我要向Set集合再存入一个B对象,但B对象与A对象equals相等,则B对象存储不进去。所以,Set集合的add方法有一个boolean的返回值,当集合中没有某个元素,此时add方法可成功加入该元素时,则返回true,当集合含有与某个元素equals相等的元素时,此时add方法无法加入该元素,返回结果为false。Set取元素时,没法说取第几个,只能以Iterator接口取得所有的元素,再逐一遍历各个元素。
List表示有先后顺序的集合, 注意,不是那种按年龄、按大小、按价格之类的排序。当我们多次调用add(Obj e)方法时,每次加入的对象就像火车站买票有排队顺序一样,按先来后到的顺序排序。有时候,也可以插队,即调用add(int index,Obj e)方法,就可以指定当前对象在集合中的存放位置。一个对象可以被反复存储进List中,每调用一次add方法,这个对象就被插入进集合中一次,其实,并不是把这个对象本身存储进了集合中,而是在集合中用一个索引变量指向这个对象,当这个对象被add多次时,即相当于集合中有多个索引指向了这个对象,如图x所示。List除了可以以Iterator接口取得所有的元素,再逐一遍历各个元素之外,还可以调用get(index i)来明确说明取第几个。
Map与List和Set不同,它是双列的集合,其中有put方法,定义如下:put(obj key,obj value),每次存储时,要存储一对key/value,不能存储重复的key,这个重复的规则也是按equals比较相等。取则可以根据key获得相应的value,即get(Object key)返回值为key 所对应的value。另外,也可以获得所有的key的结合(map.keySet()),还可以获得所有的value的结合(map.values()),还可以获得key和value组合成的Map.Entry对象的集合(map.entrySet())。
List 以特定次序来持有元素,可有重复元素。Set 无法拥有重复元素,内部排序。Map 保存key-value值,value可多值。
尽管Map接口和它的实现也是集合框架的一部分,但是Map不是集合,集合也不是Map。Map存储的是k-v对,但是Collection存储的是单列数据。
迭代器是一种设计模式,它是一个对象,可以遍历并选择序列中的对象,而开发人员不需要了解该序列底层的结构。迭代器通常被称为“轻量级”对象,因为创建它的代价小。
java中的Iterator功能比较简单,并且只能单向移动。
语义不明,已知的是,Iterator的协议不能确保迭代的次序。然而要注意,ListIterator没有提供一个add操作,它要确保迭代的顺序。
它可以在当前Iterator的顶层实现,但是它用得很少,如果将它加到接口中,每个继承都要去实现它,这没有意义。
List<String> strList = new ArrayList<>();
//使用for-each循环
for(String obj : strList){
System.out.println(obj);
}
//using iterator
Iterator<String> it = strList.iterator();
while(it.hasNext()){
String obj = it.next();
System.out.println(obj);
}
使用迭代器更加线程安全,因为它可以确保,在当前遍历的集合元素被更改的时候,它会抛出ConcurrentModificationException。
每次我们尝试获取下一个元素的时候,Iterator fail-fast属性检查当前集合结构里的任何改动。如果发现任何改动,它抛出ConcurrentModificationException。Collection中所有Iterator的实现都是按fail-fast来设计的(ConcurrentHashMap和CopyOnWriteArrayList这类并发集合类除外)。
在遍历一个集合的时候,我们可以使用并发集合类来避免ConcurrentModificationException,比如使用CopyOnWriteArrayList,而不是ArrayList。
Iterator接口定义了遍历集合的方法,但它的实现则是集合实现类的责任。每个能够返回用于遍历的Iterator的集合类都有它自己的Iterator实现内部类。
这就允许集合类去选择迭代器是fail-fast还是fail-safe的。比如,ArrayList迭代器是fail-fast的,而CopyOnWriteArrayList迭代器是fail-safe的。
UnsupportedOperationException是用于表明操作不支持的异常。在JDK类中已被大量运用,在集合框架java.util.Collections.UnmodifiableCollection将会在所有add和remove操作中抛出这个异常。
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。
参考:https://www.cnblogs.com/chengxiao/p/6059914.html
https://blog.csdn.net/u010954806/article/details/79174095
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:
Map接口提供的三个集合视图:
Set keyset():返回map中包含的所有key的一个Set视图。集合是受map支持的,map的变化会在集合中反映出来,反之亦然。当一个迭代器正在遍历一个集合时,若map被修改了(除迭代器自身的移除操作以外),迭代器的结果会变为未定义。集合支持通过Iterator的Remove、Set.remove、removeAll、retainAll和clear操作进行元素移除,从map中移除对应的映射。它不支持add和addAll操作。
Collection values():返回一个map中包含的所有value的一个Collection视图。这个collection受map支持的,map的变化会在collection中反映出来,反之亦然。当一个迭代器正在遍历一个collection时,若map被修改了(除迭代器自身的移除操作以外),迭代器的结果会变为未定义。集合支持通过Iterator的Remove、Set.remove、removeAll、retainAll和clear操作进行元素移除,从map中移除对应的映射。它不支持add和addAll操作。
Set
TreeMap
而HashMap
大多情况下HashMap有更好的性能,所以大多不需要排序的时候我们会使用HashMap.
Array可以容纳基本类型和对象,而ArrayList只能容纳对象。
Array是指定大小的,而ArrayList大小是固定的。
Array没有提供ArrayList那么多功能,比如addAll、removeAll和iterator等。尽管ArrayList明显是更好的选择,但也有些时候Array比较好用。
(1)如果列表的大小已经指定,大部分情况下是存储和遍历它们。
(2)对于遍历基本数据类型,尽管Collections使用自动装箱来减轻编码任务,在指定大小的基本类型的列表上工作也会变得很慢。
(3)如果你要使用多维数组,使用[][]比List>更容易。
ArrayList和LinkedList两者都实现了List接口,但是它们之间有些不同。
(1)ArrayList是由Array所支持的基于一个索引的数据结构,所以它提供对元素的随机访问,复杂度为O(1),但LinkedList存储一系列的节点数据,每个节点都与前一个和下一个节点相连接。所以,尽管有使用索引获取元素的方法,内部实现是从起始点开始遍历,遍历到索引的节点然后返回元素,时间复杂度为O(n),比ArrayList要慢。
(2)与ArrayList相比,在LinkedList中插入、添加和删除一个元素会更快,因为在一个元素被插入到中间的时候,不会涉及改变数组的大小,或更新索引。
(3)LinkedList比ArrayList消耗更多的内存,因为LinkedList中的每个节点存储了前后节点的引用。
ArrayList、HashMap、TreeMap和HashTable类提供对元素的随机访问。
java.util.EnumSet是使用枚举类型的集合实现。当集合创建时,枚举集合中的所有元素必须来自单个指定的枚举类型,可以是显示的或隐示的。EnumSet是不同步的,不允许值为null的元素。它也提供了一些有用的方法,比如copyOf(Collection c)、of(E first,E…rest)和complementOf(EnumSet s)。
Vector、HashTable、Properties和Stack是同步类,所以它们是线程安全的,可以在多线程环境下使用。Java1.5并发API包括一些集合类,允许迭代时修改,因为它们都工作在集合的克隆上,所以它们在多线程环境中是安全的。
Java1.5并发包(java.util.concurrent)包含线程安全集合类,允许在迭代时修改集合。迭代器被设计为fail-safe的,不会抛出ConcurrentModificationException。一部分类为:CopyOnWriteArrayList、 ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArraySet。
参考:1. https://www.cnblogs.com/tjudzj/p/4454490.html
参考:2. https://www.cnblogs.com/zaizhoumo/p/7786793.html
Java.util.concurrent.BlockingQueue是一个阻塞队列。
1)当Queue为空时,获取元素线程被阻塞直到Queue变为非空。
2)当Queue满时,添加元素线程被阻塞直到Queue不满。
3)BlockingQueue不允许元素为null,如果入队一个null元素,会抛NullPointerException。
4)BlockingQueue接口是Java集合框架的一部分,主要用于实现生产者-消费者模式。Java提供了集中BlockingQueue的实现,比如ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue,、SynchronousQueue等。
栈和队列两者都被用来预存储数据。
参考: https://zhidao.baidu.com/question/237396144.html
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。
如果我们想使用Array或Collection的排序方法时,需要在自定义类里实现Java提供Comparable接口。Comparable接口有compareTo(T OBJ)方法,它被排序方法所使用。我们应该重写这个方法,如果“this”对象比传递的对象参数更小、相等或更大时,它返回一个负整数、0或正整数。但是,在大多数实际情况下,我们想根据不同参数进行排序。比如,作为一个CEO,我想对雇员基于薪资进行排序,一个HR想基于年龄对他们进行排序。这就是我们需要使用Comparator接口的情景,因为Comparable.compareTo(Object o)方法实现只能基于一个字段进行排序,我们不能根据对象排序的需要选择字段。Comparator接口的compare(Object o1, Object o2)方法的实现需要传递两个对象参数,若第一个参数比第二个小,返回负整数;若第一个等于第二个,返回0;若第一个比第二个大,返回正整数。
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。
Comparable被称为内部比较器,Comparator被称为外部比较器。
在作为参数传递之前,我们可以使用Collections.unmodifiableCollection(Collection c)方法创建一个只读集合,这将确保改变集合的任何操作都会抛出UnsupportedOperationException。
我们可以使用Collections.synchronizedCollection(Collection c)根据指定集合来获取一个synchronized(线程安全的)集合。
Java集合框架提供常用的算法实现,比如排序和搜索。Collections类包含这些方法实现。大部分算法是操作List的,但一部分对所有类型的集合都是可用的。部分算法有排序、搜索、混编、最大最小值。
大写的O描述的是,一个算法的复杂度。Collection类就是实际的数据结构,我们通常基于时间、内存和性能,使用大写的O来选择集合实现。比如:例子1:ArrayList的get(index i)是一个常量时间操作,它不依赖list中元素的数量。所以它的性能是O(1)。例子2:一个对于数组或列表的线性搜索的性能是O(n),因为我们需要遍历所有的元素来查找需要的元素。
(1)根据需要选择正确的集合类型。比如,如果指定了大小,我们会选用Array而非ArrayList。如果我们想根据插入顺序遍历一个Map,我们需要使用TreeMap。如果我们不想重复,我们应该使用Set。
(2)一些集合类允许指定初始容量,所以如果我们能够估计到存储元素的数量,我们可以使用它,就避免了重新哈希或大小调整。
(3)基于接口编程,而非基于实现编程,它允许我们后来轻易地改变实现。
(4)总是使用类型安全的泛型,避免在运行时出现ClassCastException。
(5)使用JDK提供的不可变类作为Map的key,可以避免自己实现hashCode()和equals()。
(6)尽可能使用Collections工具类,或者获取只读、同步或空的集合,而非编写自己的实现。它将会提供代码重用性,它有着更好的稳定性和可维护性。
https://www.cnblogs.com/heyonggang/p/9112731.html
https://blog.csdn.net/sinbadfreedom/article/details/80375048
https://www.cnblogs.com/shan1393/p/8999458.html
【这个问题基本上就是分界点了】
一些面试者会回答因为hashcode相同,所以两个对象是相等的,HashMap将会抛出异常,或者不会存储它们。
如果之前的问题回答的好,面试官的印象比较好,可能会提醒他们有equals()和hashCode()两个方法,并告诉他们两个对象就算hashcode相同,但是它们可能并不相等。
如果掌握的不太好,一些面试者可能就此放弃。那下面的问题也就不了了之了,等于放弃了一个很好的机会。
而这个问题的答案是:因为hashcode相同,所以它们的bucket位置相同,‘碰撞’会发生。因为HashMap使用链表存储对象,这个Entry(包含有键值对的Map.Entry对象)会存储在链表中。这个时候要理解根据hashcode来划分的数组,如果数组的坐标相同,则进入链表这个数据结构中了,一般的添加都在最前面,也就是和数组下标直接相连的地方,链表长度到达8的时候,jdk1.8上升为红黑树,这样说,无疑是直接的加分项。有的面试官直接跳入数据结构,有的会直接继续挖掘。
Hashmap和Hashtable 都不是有序的。
TreeMap和LinkedHashmap都是有序的。(TreeMap默认是key升序,LinkedHashmap默认是数据插入顺序)
TreeMap是基于比较器Comparator来实现有序的。
LinkedHashmap是基于链表来实现数据插入有序的。
https://blog.csdn.net/weixin_34290390/article/details/86841631
https://blog.csdn.net/guoweimelon/article/details/50804799