1.Java集合框架是什么？說出一些集合框架的優點？

每種編程語言中都有集合，最初的Java版本包含幾種集合類：Vector、Stack、HashTable和Array。隨著集合的廣泛使用，Java1.2提出了囊括所有集合接口、實現和算法的集合框架。在保證線程安全的情況下使用泛型和并發集合類，Java已經經歷了很久。它還包括在Java并發包中，阻塞接口以及它們的實現。集合框架的部分優點如下：

（1）使用核心集合類降低開發成本，而非實現我們自己的集合類。

（2）隨著使用經過嚴格測試的集合框架類，代碼質量會得到提高。

（3）通過使用JDK附帶的集合類，可以降低代碼維護成本。

（4）復用性和可操作性。

2.集合框架中的泛型有什么優點？

Java1.5引入了泛型，所有的集合接口和實現都大量地使用它。泛型允許我們為集合提供一個可以容納的對象類型，因此，如果你添加其它類型的任何元素，它會在編譯時報錯。這避免了在運行時出現ClassCastException，因為你將會在編譯時得到報錯信息。泛型也使得代碼整潔，我們不需要使用顯式轉換和instanceOf操作符。它也給運行時帶來好處，因為不會產生類型檢查的字節碼指令。

3.Java集合框架的基礎接口有哪些？

Collection為集合層級的根接口。一個集合代表一組對象，這些對象即為它的元素。Java平臺不提供這個接口任何直接的實現。

Set是一個不能包含重復元素的集合。這個接口對數學集合抽象進行建模，被用來代表集合，就如一副牌。

List是一個有序集合，可以包含重復元素。你可以通過它的索引來訪問任何元素。List更像長度動態變換的數組。

Map是一個將key映射到value的對象。一個Map不能包含重復的key：每個key最多只能映射一個value。

一些其它的接口有Queue、Dequeue、SortedSet、SortedMap和ListIterator。

4.為何Collection不從Cloneable和Serializable接口繼承？

Collection接口指定一組對象，對象即為它的元素。如何維護這些元素由Collection的具體實現決定。例如，一些如List的Collection實現允許重復的元素，而其它的如Set就不允許。很多Collection實現有一個公有的clone方法。然而，把它放到集合的所有實現中也是沒有意義的。這是因為Collection是一個抽象表現。重要的是實現。

當與具體實現打交道的時候，克隆或序列化的語義和含義才發揮作用。所以，具體實現應該決定如何對它進行克隆或序列化，或它是否可以被克隆或序列化。

在所有的實現中授權克隆和序列化，最終導致更少的靈活性和更多的限制。特定的實現應該決定它是否可以被克隆和序列化。

5.為何Map接口不繼承Collection接口？

盡管Map接口和它的實現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繼承Collection毫無意義，反之亦然。

如果Map繼承Collection接口，那么元素去哪兒？Map包含key-value對，它提供抽取key或value列表集合的方法，但是它不適合“一組對象”規范。

6.Iterator是什么？

Iterator接口提供遍歷任何Collection的接口。我們可以從一個Collection中使用迭代器方法來獲取迭代器實例。迭代器取代了Java集合框架中的Enumeration。迭代器允許調用者在迭代過程中移除元素。

7.Enumeration和Iterator接口的區別？

Enumeration的速度是Iterator的兩倍，也使用更少的內存。Enumeration是非常基礎的，也滿足了基礎的需要。但是，與Enumeration相比，Iterator更加安全，因為當一個集合正在被遍歷的時候，它會阻止其它線程去修改集合。

迭代器取代了Java集合框架中的Enumeration。迭代器允許調用者從集合中移除元素，而Enumeration不能做到。為了使它的功能更加清晰，迭代器方法名已經經過改善。

8.為何沒有像Iterator.add()這樣的方法，向集合中添加元素？

語義不明，已知的是，Iterator的協議不能確保迭代的次序。然而要注意，ListIterator沒有提供一個add操作，它要確保迭代的順序。

9.為何迭代器沒有一個方法可以直接獲取下一個元素，而不需要移動游標？

它可以在當前Iterator的頂層實現，但是它用得很少，如果將它加到接口中，每個繼承都要去實現它，這沒有意義。

10.Iterater和ListIterator之間有什么區別？

（1）我們可以使用Iterator來遍歷Set和List集合，而ListIterator只能遍歷List。

（2）Iterator只可以向前遍歷，而LIstIterator可以雙向遍歷。

（3）ListIterator從Iterator接口繼承，然后添加了一些額外的功能，比如添加一個元素、替換一個元素、獲取前面或后面元素的索引位置。

11.遍歷一個List有哪些不同的方式？

使用迭代器更加線程安全，因為它可以確保，在當前遍歷的集合元素被更改的時候，它會拋出ConcurrentModificationException。

12.通過迭代器fail-fast屬性，你明白了什么？

每次我們嘗試獲取下一個元素的時候，Iterator fail-fast屬性檢查當前集合結構里的任何改動。如果發現任何改動，它拋出ConcurrentModificationException。Collection中所有Iterator的實現都是按fail-fast來設計的（ConcurrentHashMap和CopyOnWriteArrayList這類并發集合類除外）。

13.fail-fast與fail-safe有什么區別？

Iterator的fail-fast屬性與當前的集合共同起作用，因此它不會受到集合中任何改動的影響。Java.util包中的所有集合類都被設計為fail-fast的，而java.util.concurrent中的集合類都為fail-safe的。Fail-fast迭代器拋出ConcurrentModificationException，而fail-safe迭代器從不拋出ConcurrentModificationException。

14.在迭代一個集合的時候，如何避免ConcurrentModificationException？

在遍歷一個集合的時候，我們可以使用并發集合類來避免ConcurrentModificationException，比如使用CopyOnWriteArrayList，而不是ArrayList。

15.為何Iterator接口沒有具體的實現？

Iterator接口定義了遍歷集合的方法，但它的實現則是集合實現類的責任。每個能夠返回用于遍歷的Iterator的集合類都有它自己的Iterator實現內部類。

這就允許集合類去選擇迭代器是fail-fast還是fail-safe的。比如，ArrayList迭代器是fail-fast的，而CopyOnWriteArrayList迭代器是fail-safe的。

16.UnsupportedOperationException是什么？

UnsupportedOperationException是用于表明操作不支持的異常。在JDK類中已被大量運用，在集合框架java.util.Collections.UnmodifiableCollection將會在所有add和remove操作中拋出這個異常。

17.在Java中，HashMap是如何工作的？

HashMap在Map.Entry靜態內部類實現中存儲key-value對。HashMap使用哈希算法，在put和get方法中，它使用hashCode()和equals()方法。當我們通過傳遞key-value對調用put方法的時候，HashMap使用Key hashCode()和哈希算法來找出存儲key-value對的索引。Entry存儲在LinkedList中，所以如果存在entry，它使用equals()方法來檢查傳遞的key是否已經存在，如果存在，它會覆蓋value，如果不存在，它會創建一個新的entry然后保存。當我們通過傳遞key調用get方法時，它再次使用hashCode()來找到數組中的索引，然后使用equals()方法找出正確的Entry，然后返回它的值。下面的圖片解釋了詳細內容。

其它關于HashMap比較重要的問題是容量、負荷系數和閥值調整。HashMap默認的初始容量是32，負荷系數是0.75。閥值是為負荷系數乘以容量，無論何時我們嘗試添加一個entry，如果map的大小比閥值大的時候，HashMap會對map的內容進行重新哈希，且使用更大的容量。容量總是2的冪，所以如果你知道你需要存儲大量的key-value對，比如緩存從數據庫里面拉取的數據，使用正確的容量和負荷系數對HashMap進行初始化是個不錯的做法。

18.hashCode()和equals()方法有何重要性？

HashMap使用Key對象的hashCode()和equals()方法去決定key-value對的索引。當我們試著從HashMap中獲取值的時候，這些方法也會被用到。如果這些方法沒有被正確地實現，在這種情況下，兩個不同Key也許會產生相同的hashCode()和equals()輸出，HashMap將會認為它們是相同的，然后覆蓋它們，而非把它們存儲到不同的地方。同樣的，所有不允許存儲重復數據的集合類都使用hashCode()和equals()去查找重復，所以正確實現它們非常重要。equals()和hashCode()的實現應該遵循以下規則：

（1）如果o1.equals(o2)，那么o1.hashCode() == o2.hashCode()總是為true的。

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

19.我們能否使用任何類作為Map的key？

我們可以使用任何類作為Map的key，然而在使用它們之前，需要考慮以下幾點：

（1）如果類重寫了equals()方法，它也應該重寫hashCode()方法。

（2）類的所有實例需要遵循與equals()和hashCode()相關的規則。請參考之前提到的這些規則。

（3）如果一個類沒有使用equals()，你不應該在hashCode()中使用它。

（4）用戶自定義key類的最佳實踐是使之為不可變的，這樣，hashCode()值可以被緩存起來，擁有更好的性能。不可變的類也可以確保hashCode()和equals()在未來不會改變，這樣就會解決與可變相關的問題了。

比如，我有一個類MyKey，在HashMap中使用它。

那就是為何String和Integer被作為HashMap的key大量使用。

20.Map接口提供了哪些不同的集合視圖？

Map接口提供三個集合視圖：

（1）Set keyset()：返回map中包含的所有key的一個Set視圖。集合是受map支持的，map的變化會在集合中反映出來，反之亦然。當一個迭代器正在遍歷一個集合時，若map被修改了（除迭代器自身的移除操作以外），迭代器的結果會變為未定義。集合支持通過Iterator的Remove、Set.remove、removeAll、retainAll和clear操作進行元素移除，從map中移除對應的映射。它不支持add和addAll操作。

（2）Collection values()：返回一個map中包含的所有value的一個Collection視圖。這個collection受map支持的，map的變化會在collection中反映出來，反之亦然。當一個迭代器正在遍歷一個collection時，若map被修改了（除迭代器自身的移除操作以外），迭代器的結果會變為未定義。集合支持通過Iterator的Remove、Set.remove、removeAll、retainAll和clear操作進行元素移除，從map中移除對應的映射。它不支持add和addAll操作。

（3）Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()：返回一個map鐘包含的所有映射的一個集合視圖。這個集合受map支持的，map的變化會在collection中反映出來，反之亦然。當一個迭代器正在遍歷一個集合時，若map被修改了（除迭代器自身的移除操作，以及對迭代器返回的entry進行setValue外），迭代器的結果會變為未定義。集合支持通過Iterator的Remove、Set.remove、removeAll、retainAll和clear操作進行元素移除，從map中移除對應的映射。它不支持add和addAll操作。

這是關于Java集合框架面試題的上篇，是不是對Java集合框架有了一定了解了，下面就接著為大家分享下篇關于Java集合框架面試題。