用php做的网站源代码,网站开发 专有名词,网上智慧团建入口,黄山地区建设行业网站#x1f3c6;作者简介#xff0c;普修罗双战士#xff0c;一直追求不断学习和成长#xff0c;在技术的道路上持续探索和实践。 #x1f3c6;多年互联网行业从业经验#xff0c;历任核心研发工程师#xff0c;项目技术负责人。 #x1f389;欢迎 #x1f44d;点赞✍评论… 作者简介普修罗双战士一直追求不断学习和成长在技术的道路上持续探索和实践。 多年互联网行业从业经验历任核心研发工程师项目技术负责人。 欢迎 点赞✍评论⭐收藏 文章目录 一、Java高频容器知识文集(1) 01. Java 容器都有哪些之间有什么区别 02. Collection 和 Collections 有什么区别 03. List、Set、Map 之间的区别是什么举例说明 04. HashMap 和 Hashtable 有什么区别 05. 如何决定使用 HashMap 还是 TreeMap 06. ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么 07. 如何实现数组和 List 之间的转换 08. ArrayList 和 Vector 的区别是什么 09. Array 和 ArrayList 有何区别 10. 在 Queue 中 poll()和 remove()有什么区别 11. 哪些集合类是线程安全的 12. 迭代器 Iterator 是什么 13. Iterator 怎么使用有什么特点 14. Iterator 和 ListIterator 有什么区别 15. 怎么确保一个集合不能被修改 16. 如何实现数组和 List 之间的转换从数组转换为 List从 List 转换为数组 17. comparable 和 comparator的区别 18. HashMap是如何解决哈希冲突的 19. 说一下 HashMap 的实现原理 20. 说一下 HashSet 的实现原理 一、Java高频容器知识文集(1) 01. Java 容器都有哪些之间有什么区别
在 Java 中容器通常指的是常用的数据结构集合Java 提供了多种容器来存储、操作和访问数据。主要的 Java 容器包括以下几种 List列表 以特定顺序存储元素的集合允许重复元素。常见的实现类有 ArrayList、LinkedList、Vector 等。举例ListString arrayList new ArrayList();
ListInteger linkedList new LinkedList();Set集合 不包含重复元素的集合。常见的实现类有 HashSet、LinkedHashSet、TreeSet 等。举例SetString hashSet new HashSet();
SetInteger treeSet new TreeSet();Map映射 存储键值对的集合每个键最多只能映射到一个值。常见的实现类有 HashMap、LinkedHashMap、TreeMap 等。举例MapString, Integer hashMap new HashMap();
MapString, String linkedHashMap new LinkedHashMap();Queue队列 用于存储元素并以特定顺序提供对元素的访问。常见的实现类有 PriorityQueue、LinkedList 等。举例QueueString priorityQueue new PriorityQueue();
QueueInteger linkedListQueue new LinkedList();Stack栈 后进先出LIFO的数据结构。常见的实现类有 Stack 类。举例StackString stack new Stack();上述是 Java 中常用的容器它们都提供了不同的特性和适用场景可以根据需求选择合适的容器来存储和操作数据。
下面是一个以表格形式说明Java中不同容器之间区别的例子
容器类型是否允许重复元素是否有序是否按键排序是否基于新元素的值进行排序List允许有序N/AN/ASet不允许无序N/AN/AMap允许值不重复无序键排序值排序Queue允许有序N/AN/AStack允许有序N/AN/A
请注意表中的排序概念只适用于实现了特定排序接口的容器。
List 允许重复元素维护插入顺序并且可以通过索引访问元素。Set 不允许重复元素并且不保证元素的顺序。Map 以键值对的形式存储元素键值对可以有重复的值但键唯一。可以按照键或值的顺序进行排序。Queue 用于存储元素并且提供对元素的访问顺序。Stack 是一种后进先出(LIFO)的数据结构。
根据不同的需求和使用场景可以选择适当的容器类型来满足需求。 02. Collection 和 Collections 有什么区别
Collection 和 Collections 是 Java 中的两个不同的概念 Collection Collection 是 Java 集合框架的根接口它代表一组对象是集合类的基本接口。Collection 接口派生了 List、Set 和 Queue 等子接口它定义了对集合元素进行基本操作的方法比如添加、删除、遍历等。举例CollectionString list new ArrayList();
list.add(element1);
list.add(element2);Collections Collections 是 Java 实用类库中的一个工具类包含各种静态方法用于操作集合比如对集合进行排序、查找最大最小值、反转等操作。它提供了一些实用的静态方法用于操作各种集合类。举例ListInteger numbers new ArrayList();
numbers.add(3);
numbers.add(1);
numbers.add(2);
Collections.sort(numbers);因此Collection 是表示集合类的根接口而 Collections 是包含用于操作集合的静态方法的实用类。它们的区别在于一个是接口用于表示集合操作的基本方法一个是工具类用于提供集合操作的实用方法。
下面是一个以表格形式说明Collection和Collections之间区别的例子
区别CollectionCollections定义根接口表示一组对象的集合工具类提供对集合的操作方法功能定义了集合基本操作的方法如添加、删除等提供了各种集合操作的静态方法包含的接口List、Set、Queue 等集合接口的父接口无是否包含实现是否使用方式通常需要具体的实现类实例化对象作为静态工具类直接调用方法
请注意Collection 是一个接口而 Collections 是一个包含静态方法的工具类。它们的主要区别在于功能和用法。
Collection 是一组对象的集合的根接口定义了集合的基本操作方法如添加、删除、遍历等。它是其他集合接口的父接口需要使用具体的实现类来实例化对象。Collections 是一个工具类提供了很多静态方法用于操作集合如排序、查找、反转等操作。它包含一些常用的算法和方法可以直接调用而不需要实例化对象。
因此Collection 和 Collections 在功能和使用方式上存在明显的区别一个是表示集合类的接口一个是提供集合操作的工具类。 03. List、Set、Map 之间的区别是什么举例说明
List、Set 和 Map 是 Java 集合框架中常见的三种接口它们之间有以下主要区别 List List 是一个有序集合允许存储重复元素。它可以根据索引访问元素元素在列表中的位置是有意义的。举例ArrayList 和 LinkedList 都是 List 接口的实现允许存储重复元素并且可以按照元素的插入顺序访问元素。 Set Set 是一个不允许有重复元素的集合元素没有特定的顺序。如果试图向 Set 中添加重复元素添加操作将被忽略。举例HashSet 和 TreeSet 都是 Set 接口的实现不允许存储重复元素并且不保证元素的顺序。 Map Map 是一种键值对的集合每个键只能对应一个值。键是唯一的值可以重复。Map 不属于 Collection 接口的一部分它提供了根据键查找值的功能。举例HashMap 和 TreeMap 都是 Map 接口的实现用于将键映射到值并允许通过键来查找对应的值。
综上所述List 是有序集合、允许存储重复元素可以根据索引访问元素Set 是不允许有重复元素的集合不保证元素顺序Map 是键值对的集合键唯一对应值。根据实际需求选择合适的集合类型可以更好地满足需求。
下面是一个表格说明 List、Set 和 Map 之间的区别
ListSetMap顺序有序无序无序元素重复性允许不允许键不允许重复值允许重复访问方式通过索引访问无法通过索引访问通过键值对访问接口Collection 接口的子接口Collection 接口的子接口不属于 Collection 接口的一部分例子ArrayList、LinkedList 等HashSet、TreeSet 等HashMap、TreeMap 等
该表格总结了List、Set和Map之间的主要区别包括顺序特性、元素重复性、访问方式、以及它们所实现的不同接口等方面。选择合适的集合类型可以更好地满足具体的编程需求。 04. HashMap 和 Hashtable 有什么区别
HashMap 和 Hashtable 都是用于存储键值对的数据结构它们之间有以下区别 线程安全性 HashMap 是非线程安全的不支持多线程并发操作如果需要在多线程环境下使用需要额外的同步机制来保证线程安全。Hashtable 是线程安全的它的方法都是同步的可以直接在多线程环境中使用但也因此在单线程环境下性能会有所下降。 空键值null的处理 HashMap 允许将键和值均设置为 null即允许存在键或值为 null 的情况。Hashtable 不允许键或值为 null如果存储 null 值会直接抛出 NullPointerException。 继承关系 HashMap 继承自 AbstractMap 类实现了 Map 接口是 Java Collections Framework 中的一部分。Hashtable 继承自 Dictionary 类实现了 Map 接口但已经被标记为过时推荐使用 ConcurrentHashMap 来替代。 性能 由于线程安全机制的不同HashMap 在非多线程环境下性能通常优于 Hashtable。在多线程环境下ConcurrentHashMap 是更好的选择。 迭代器 HashMap 的迭代器是 fail-fast 的即在迭代过程中若其他线程对其进行结构性修改会抛出 ConcurrentModificationException 异常。Hashtable 的迭代器是 fail-safe 的允许在迭代过程中对集合进行修改不会抛出异常。
基于以上区别通常来说在新的代码中建议使用 HashMap 而不是 Hashtable。HashMap 提供了更好的性能在单线程环境下更适用并且允许存储 null 键和值。在多线程环境下推荐使用 ConcurrentHashMap 来替代 Hashtable。
以下是一个表格说明了 HashMap 和 Hashtable 之间的区别
特性HashMapHashtable线程安全性非线程安全线程安全空键值null允许键和值均为 null不允许键或值为 null继承关系继承自 AbstractMap 类继承自 Dictionary 类替代方案在非多线程环境下通常优于 Hashtable已被标记为过时推荐使用 ConcurrentHashMap性能通常在非多线程环境下性能优于 Hashtable在单线程环境下性能有所下降在多线程环境下相对较低迭代器fail-fastfail-safe
该表格总结了 HashMap 和 Hashtable 之间的主要区别可以帮助开发人员根据实际需求选择合适的数据结构。 05. 如何决定使用 HashMap 还是 TreeMap
决定使用 HashMap 还是 TreeMap 取决于几个因素 排序需求如果你需要按键的自然顺序字典顺序来进行排序那么应该使用 TreeMap。TreeMap 内部使用红黑树数据结构维护键的有序性它会根据键的自然顺序或者自定义的比较器对键进行排序。 快速插入与查找如果你更注重插入和查找操作的速度而不是键的有序性那么应该使用 HashMap。HashMap 使用哈希表数据结构插入和查找操作的平均时间复杂度为 O(1)。 内存占用如果你对内存占用有限制并希望尽量节省内存空间那么应该考虑使用 HashMap。TreeMap 会维护键的有序性需要额外的内存空间来存储排序信息因此相比之下HashMap 通常占用更少的内存。 自定义排序需求如果你希望根据自定义的逻辑对键进行排序那么应该使用 TreeMap。TreeMap 允许通过自定义比较器来指定键的排序方式可以实现灵活的排序逻辑。
综上所述如果你需要按照键的自然顺序来排序或者需要自定义的排序方式那么应该使用 TreeMap。如果你更关注插入和查找的速度并且对键的顺序没有要求那么应该使用 HashMap。另外如果你对内存占用有限制也倾向于使用 HashMap。 06. ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么
ArrayList 和 LinkedList 是 Java 中常用的两种集合类它们之间的主要区别包括以下几点 底层数据结构 ArrayList 使用数组作为底层数据结构来存储元素支持动态扩容。LinkedList 使用双向链表作为底层数据结构来存储元素每个元素都包含对前一个和后一个元素的引用。 随机访问和插入/删除操作的效率 ArrayList 支持随机访问即可以通过索引快速获取元素时间复杂度为 O(1)。但在中间或开头插入/删除元素时需要将后续元素进行移动时间复杂度为 O(n)。LinkedList 对于随机访问的效率较低因为需要从头或尾开始遍历链表以获取指定索引的元素时间复杂度为 O(n)。但在中间插入/删除元素时由于只需要修改相邻元素的引用时间复杂度为 O(1)。 内存占用 ArrayList 在存储大量元素时会有一定的空间浪费因为需要预留一定的容量空间并且在扩容时需要重新分配和复制数组。LinkedList 的每个元素都需要额外的内存空间来存储前一个和后一个元素的引用因此在存储大量元素时会占用更多的内存空间。 迭代效率 ArrayList 的迭代效率较高可以通过索引直接访问元素。LinkedList 的迭代效率较低因为需要依次遍历链表来获取元素。
综上所述如果需要频繁进行随机访问操作应该选择 ArrayList如果需要频繁进行插入/删除操作尤其是在集合的中间位置应该选择 LinkedList。对于内存占用和迭代效率需要根据具体的场景进行权衡和选择。
以下是一个表格说明了 ArrayList 和 LinkedList 之间的区别
特性ArrayListLinkedList底层数据结构数组双向链表随机访问效率高效O(1)低效O(n)插入/删除效率低效O(n)高效O(1)内存占用少量额外空间较大额外空间中间插入/删除效率低效O(n)高效O(1)迭代效率高效低效
该表格总结了 ArrayList 和 LinkedList 之间的主要区别可以帮助开发人员根据实际需求选择合适的集合类。 07. 如何实现数组和 List 之间的转换
要实现数组和 List 之间的转换可以使用以下方法
从数组转换为 List 使用 Arrays 类的 asList() 方法可以使用 Arrays.asList() 方法将数组转换为 List。例如 int[] array {1, 2, 3, 4};ListInteger list Arrays.asList(array);注意通过 asList() 转换得到的 List 是一个固定大小的 List不支持对其进行添加或删除操作。如果需要对 List 进行修改操作可以使用其他的 List 实现类如 ArrayList进行拷贝。例如 ListInteger list new ArrayList(Arrays.asList(array));从 List 转换为数组 使用 toArray() 方法可以使用 List 的 toArray() 方法将 List 转换为数组。例如ListInteger list new ArrayList();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
Integer[] array list.toArray(new Integer[list.size()]);注意通过 toArray() 方法转换得到的数组是对象数组如果希望转换为基本类型数组如 int[]需要手动进行转换。
需要注意的是数组和 List 之间的转换只是将数据从一种数据结构转换为另一种数据结构并不会进行数据的复制。在进行转换时对其中一个数据结构的修改会影响到另一个数据结构的内容。 08. ArrayList 和 Vector 的区别是什么
ArrayList 和 Vector 有以下几点区别 线程安全性 ArrayList 不是线程安全的它的方法没有进行同步处理因此在多线程环境下使用时需要进行外部同步控制。Vector 是线程安全的它的方法在内部使用了同步关键字进行同步处理因此它可以在多线程环境下安全地使用。 动态增长 ArrayList 和 Vector 都支持动态增长即当元素数量超过当前容量时会自动增加容量。ArrayList 的容量增加的策略是当前容量不足时增加原容量的一半Vector 则是增加当前容量的两倍。 初始容量的增长 ArrayList 的初始容量为 10当元素数量超过初始容量时会自动进行容量增长。Vector 的初始容量为 10如果需要更大的初始容量可以通过构造函数指定。 性能 ArrayList 在单线程环境下的性能会稍微优于 Vector因为 ArrayList 不需要进行额外的同步处理。Vector 在多线程环境下的性能可能会受到同步的影响稍微低于 ArrayList。
综上所述ArrayList 和 Vector 最主要的区别在于线程安全性和性能。一般情况下如果在单线程环境下使用并且不需要线程安全性保证可以使用 ArrayList。如果在多线程环境下使用或者需要线程安全性保证可以使用 Vector。然而由于现代 Java 提供了更好的线程安全的集合类如 CopyOnWriteArrayListVector 的使用已经相对较少。
以下是一个表格说明了 ArrayList 和 Vector 之间的区别
特性ArrayListVector线程安全性非线程安全线程安全动态增长支持动态增长支持动态增长初始容量增长初始容量为 10自动增长初始容量为 10可通过构造函数指定初始容量性能在单线程环境下性能较好在多线程环境下或需要线程安全性时性能尚可
该表格总结了 ArrayList 和 Vector 之间的主要区别可以帮助开发人员根据需要选择适合的集合类。 09. Array 和 ArrayList 有何区别
Array 和 ArrayList 有以下几点区别 大小固定 vs 大小可变 Array数组的大小是固定的在创建数组时需要指定大小并且在后续操作中无法动态改变其大小。ArrayList动态数组的大小是可变的它可以根据需要自动增长或缩小。 数据类型 Array 可以存储任何类型的元素包括基本类型和引用类型。ArrayList 只能存储对象类型如 Integer、String不能直接存储基本类型如 int、char需要使用对应的包装类。 内存管理 Array 在内存中是一块连续的存储空间元素的引用可以直接通过索引进行快速访问和操作。ArrayList 在内存中以动态数组的形式存在元素在内存中不必连续存储而是通过索引和引用进行访问和操作。 自动装箱和拆箱 Array 不支持自动装箱和拆箱对于基本类型需要手动进行转换。ArrayList 支持自动装箱和拆箱可以直接存储和操作基本类型的包装类会自动进行装箱和拆箱的转换。 功能和灵活性 Array 相对功能较少只提供了通过索引访问和操作元素的基本功能。ArrayList 提供了丰富的操作方法如添加、删除、插入、查找等提供了更高的灵活性和操作便利性。
需要根据具体需求和场景来选择使用 Array 还是 ArrayList。如果大小固定、速度要求较高或直接操作基本类型数据则可以使用 Array。如果需要动态大小、更多的操作方法和便利性则可以选择使用 ArrayList。
以下是一个表格说明了 Array 和 ArrayList 之间的区别
特性ArrayArrayList大小固定 vs 大小可变大小固定无法动态改变大小可变可以根据需要自动增长或缩小数据类型可以存储任何类型的元素包括基本类型和引用类型只能存储对象类型不能直接存储基本类型需要使用对应的包装类内存管理连续的存储空间通过索引快速访问和操作动态数组形式通过索引和引用访问和操作自动装箱和拆箱不支持自动装箱和拆箱支持自动装箱和拆箱功能和灵活性功能较少基本的访问和操作功能提供了丰富的操作方法灵活性和操作便利性较高
该表格总结了 Array 和 ArrayList 之间的主要区别有助于开发人员根据需求选择适合的数据结构。 10. 在 Queue 中 poll()和 remove()有什么区别
在 Queue 接口中poll() 和 remove() 方法都用于从队列中获取并移除头部元素但它们在处理空队列时有所不同 poll() 方法 当队列为空时poll() 方法会返回 null 值表示队列为空不会抛出异常。如果队列非空poll() 方法会移除并返回队列的头部元素。 remove() 方法 当队列为空时remove() 方法会抛出 NoSuchElementException 异常表示队列为空无法执行移除操作。如果队列非空remove() 方法会移除并返回队列的头部元素。
因此主要区别在于处理空队列时的行为poll() 方法返回 null而 remove() 方法抛出异常。在使用时应根据具体需求考虑如何处理可能出现的空队列情况。
以下是一个表格说明了 Queue 中 poll() 和 remove() 方法的区别
特性poll()remove()空队列时的处理返回 null 值表示队列为空抛出 NoSuchElementException 异常表示队列为空非空队列时的处理移除并返回队列的头部元素移除并返回队列的头部元素返回值返回 null 或队列头部元素队列头部元素
该表格总结了 Queue 中 poll() 和 remove() 方法在处理空队列和非空队列时的行为差异以及它们的返回值。开发人员可以根据具体情况选择适合的方法进行相应的异常处理或空值检查。 11. 哪些集合类是线程安全的
在 Java 中有一些集合类是线程安全的也就是说它们可以在多线程环境下安全地进行并发操作。一些常见的线程安全的集合类包括 ConcurrentHashMap线程安全的哈希表适合在多线程环境下进行并发读写操作。 CopyOnWriteArrayList线程安全的列表采用写时复制策略在写操作时复制一份新的数组适合读操作远远多于写操作的场景。 CopyOnWriteArraySet线程安全的集合基于 CopyOnWriteArrayList 实现适合读操作远远多于写操作的场景。 ConcurrentLinkedQueue线程安全的队列适合在多线程环境下进行并发操作。 ConcurrentSkipListMap 和 ConcurrentSkipListSet基于跳表实现的线程安全的 Map 和 Set。
需要注意的是虽然这些集合类是线程安全的但并不意味着可以完全避免同步和并发问题仍然需要在具体的业务逻辑中考虑并发访问的情况使用这些线程安全的集合类并结合合适的同步手段来确保并发操作的安全性。 12. 迭代器 Iterator 是什么
迭代器Iterator是一种用于遍历遍历访问集合如列表、集合、映射等元素的对象。它提供了一种统一的方式来遍历不同类型的集合而不需要了解集合的底层结构。
迭代器通常具有以下几个常见的方法
hasNext()检查迭代器中是否还有下一个元素。next()获取迭代器中的下一个元素。remove()从集合中移除迭代器返回的当前元素可选操作。
通过使用迭代器我们可以以一种统一的方式遍历各种类型的集合元素无需关心集合是数组、链表还是其他数据结构。它提供了一种简洁、安全且高效的方式来访问和操作集合同时也避免了直接暴露底层集合的结构。
Java 中的集合框架如 List、Set、Map 等都实现了迭代器接口Iterator通过调用集合对象的 iterator() 方法可以获取对应的迭代器对象从而进行迭代操作。 13. Iterator 怎么使用有什么特点
使用 Iterator 进行遍历集合的一般步骤如下 通过调用集合对象的 iterator() 方法获取迭代器对象例如IteratorE iterator collection.iterator();这里的 E 表示具体的元素类型。 使用循环如 while 或 for结合 hasNext() 和 next() 方法进行迭代遍历例如 while (iterator.hasNext()) {E element iterator.next();// 对元素进行操作
}可选操作如果需要在迭代过程中删除集合中的某个元素可以使用 remove() 方法例如iterator.remove();。
Iterator 的特点包括
统一操作Iterator 提供了一种统一的方式来遍历不同类型的集合无需知道集合的具体实现细节使遍历操作更加简洁、一致且易于使用。安全性通过 Iterator 遍历集合可以避免在遍历过程中修改集合以防止并发修改带来的问题。只读操作Iterator 接口中的 remove() 方法允许在迭代过程中删除集合元素但不允许直接修改集合元素的值。快速失败Iterator 在迭代过程中如果其他线程对集合进行了结构上的更改如增加、删除元素则会抛出 ConcurrentModificationException 异常以保证在多线程环境下迭代器的安全性。
需要注意的是Iterator 只能单向遍历一旦开始遍历就不能回退或再次遍历如果需要重新遍历需要重新获取迭代器对象。 14. Iterator 和 ListIterator 有什么区别
Iterator 和 ListIterator 都是 Java 中用于遍历集合的接口它们有以下区别 遍历方向 Iterator只能向前遍历集合且只能使用 hasNext() 和 next() 方法。ListIterator可以双向遍历 List除了具有 Iterator 的功能外还可以使用 hasPrevious() 和 previous() 方法向前遍历以及使用 add()、set() 和 remove() 方法修改集合中的元素。 List 支持 Iterator可以用于遍历任何类型的集合如 List、Set、Map但只能使用基本的遍历能力无法在遍历过程中修改集合除非使用 remove()。ListIterator专门用于遍历 List可以对 List 进行增删改查的操作具有更强的功能。 元素索引 Iterator没有索引的概念只能判断是否有下一个元素并逐个访问元素。ListIterator除了 hasNext() 和 next() 方法还可以获得当前访问元素的索引通过 previous() 和 hasPrevious() 方法可以向前遍历。
总的来说Iterator 是最基本且通用的集合遍历接口适用于任何类型的集合但功能有限。而 ListIterator 是 Iterator 的子接口只能用于 List 集合并且提供了更多的遍历和修改功能。因此在需要对 List 进行双向遍历或修改操作时可以使用 ListIterator。
以下是 Iterator 和 ListIterator 的区别的简单表格说明
特性IteratorListIterator遍历方向单向遍历只能向前遍历双向遍历可以向前和向后遍历支持的集合适用于所有类型的集合List、Set、Map 等仅适用于 List 接口元素索引无可以获取当前访问元素的索引可以向前遍历读操作hasNext()检查是否有下一个元素hasNext()检查是否有下一个元素next()获取下一个元素next()获取下一个元素写操作不支持add()在当前元素之前添加元素set()替换当前元素的值remove()删除当前元素add(E e)在当前元素之后添加元素并发修改不支持如果在迭代过程中修改集合会抛出 ConcurrentModificationException 异常不支持并发修改如果在迭代过程中修改集合可能会导致不确定的行为遍历时删除需要使用 Iterator 的 remove() 方法删除当前元素可以使用 ListIterator 的 remove() 方法删除当前元素遍历时修改不支持可以使用 ListIterator 的 set() 方法修改当前元素的值
需要根据具体的需求来选择使用 Iterator 还是 ListIterator。如果只需要简单地遍历集合并访问元素可以使用 Iterator如果需要对 List 进行双向遍历或修改操作可以使用 ListIterator。 15. 怎么确保一个集合不能被修改
要确保一个集合不能被修改可以采取以下措施 使用不可变集合类Java 中提供了一些不可变的集合类如 Collections.unmodifiableXXX() 方法可以生成一个不可修改的集合例如 ListString originalList new ArrayList();
ListString unmodifiableList Collections.unmodifiableList(originalList);这样生成的 unmodifiableList 就是一个不可修改的集合了对其进行修改操作会抛出 UnsupportedOperationException 异常。 使用只读接口将集合对象通过只读接口暴露给外部只在特定的情况下暴露可修改的集合对象。例如定义一个只读的方法返回集合 public ListString getReadOnlyList() {return Collections.unmodifiableList(internalList);
}使用防御性复制在需要传递集合副本时不直接传递原始集合对象而是通过拷贝产生一个新的集合对象进行传递。这样即使外部修改了副本也不会影响原始集合的数据。例如 public ListString getCopyOfList() {// 防御性复制return new ArrayList(originalList);
}通过以上方法可以较好地确保一个集合不被修改从而保护数据的完整性。但需要注意的是使用不可变集合类或只读接口可以在一定程度上保护集合不被修改但无法防止原始集合内部数据的修改。因此在设计数据结构时也需要考虑数据安全性来更好地保护集合不被修改。 16. 如何实现数组和 List 之间的转换
要实现数组和 List 之间的转换可以使用 Java 中的一些内置方法或者手动遍历来进行转换。
从数组转换为 List
使用 Arrays 类的 asList() 方法
String[] array {a, b, c};
ListString list Arrays.asList(array);手动遍历并添加到 List
String[] array {a, b, c};
ListString list new ArrayList(array.length);
Collections.addAll(list, array);从 List 转换为数组
使用 List 的 toArray() 方法
ListString list new ArrayList();
list.add(a);
list.add(b);
list.add(c);
String[] array list.toArray(new String[0]);通过上述方法就可以比较方便地实现数组和 List 之间的相互转换。需要注意的是在进行转换时需要考虑数组和 List 的元素类型是否匹配以及转换后数据结构的可操作性。 17. comparable 和 comparator的区别
Comparable 和 Comparator 是 Java 中用于比较对象的两种接口它们的区别如下
Comparable 接口: java.lang.Comparable 接口是在要比较的类的定义内部实现的被用来指定该类的自然排序顺序。只能在被比较的对象上实现 Comparable 接口。实现 Comparable 接口的类在调用 Collections.sort() 方法或 Arrays.sort() 方法时会自动按照实现 Comparable 接口中的 compareTo() 方法进行排序。compareTo() 方法返回一个整数值用于描述当前对象和另一个对象的大小关系。如果返回负数则表示当前对象小于另一个对象如果返回正数则表示当前对象大于另一个对象如果返回 0则表示两个对象相等。
示例
public class Person implements ComparablePerson {private String name;private int age;// 省略其他代码Overridepublic int compareTo(Person otherPerson) {return this.age - otherPerson.age;}
}Comparator 接口: java.util.Comparator 接口是在要比较的类的外部单独实现的用于自定义不同的比较方式。可以为同一个类创建多个不同的比较器并在需要的时候指定所需的比较器进行排序。实现 Comparator 接口的类在调用排序方法时需要手动传入相应的比较器对象。compare() 方法返回一个整数值用于描述两个对象的大小关系同样遵循返回负数、正数、0 的规则。
示例
public class AgeComparator implements ComparatorPerson {Overridepublic int compare(Person p1, Person p2) {return p1.getAge() - p2.getAge();}
}// 使用方式示例
ListPerson personList new ArrayList();
// ... 添加元素到 personList 中
AgeComparator ageComparator new AgeComparator();
Collections.sort(personList, ageComparator);总体来说Comparable 是在对象自身定义的一种比较方式而 Comparator 则是针对某个类的外部实现的一种比较方式因此可以灵活地定义多个不同的比较器来满足不同的排序需求。
区别ComparableComparator定义位置在对象的类内部实现在对象的类外部单独实现排序触发当调用 Collections.sort() 或 Arrays.sort() 方法时会自动按照实现 Comparable 接口中的 compareTo() 方法进行排序需要手动传入相应的 Comparator 对象进行排序作用用于指定类的自然排序顺序用于自定义不同的比较方式可扩展性类只能实现一个 Comparable 接口可为同一个类创建多个不同的 Comparator 实现比较方法compareTo() 方法返回一个整数值用于描述当前对象和另一个对象的大小关系compare() 方法返回一个整数值用于描述两个对象的大小关系
以上是 Comparable 和 Comparator 两种比较接口的主要区别。 18. HashMap是如何解决哈希冲突的
在Java中HashMap使用哈希表Hash Table作为其底层数据结构来存储键值对。当不同的键被映射到相同的哈希桶bucket时就会发生哈希冲突。HashMap使用了一种开放地址法中的解决冲突的方法称为链地址法具体步骤如下
当发生哈希冲突时HashMap会将具有相同哈希值的键值对存储在同一个哈希桶中形成一个链表或者红黑树后续会解释。每个节点键值对都包含键、值和一个指向下一个节点的指针。当需要插入或查找一个键值对时HashMap会计算键的哈希值然后在对应的哈希桶中搜索键。在哈希桶中HashMap会遍历链表中的节点通过键的equals()方法与目标键进行比较找到匹配的键值对。如果是插入操作HashMap会将新的键值对添加到链表的末尾。如果是查找操作HashMap会返回匹配的键值对。
除了链地址法当链表的长度过长时为了提高查询效率HashMap还使用了红黑树自平衡二叉查找树优化过程。当链表长度达到一定阈值默认为8时HashMap会将链表转换为红黑树。这样可以将查找操作的时间复杂度从O(n)降低到O(log n)。
总结起来HashMap解决哈希冲突的方法是在发生冲突时使用链地址法将具有相同哈希值的键值对存储在同一个哈希桶中并在链表过长时使用红黑树进行优化。这样可以保证HashMap在处理哈希冲突时能够高效地进行插入和查找操作。 19. 说一下 HashMap 的实现原理
HashMap 是 Java 中最常用的集合实现之一它基于哈希表Hash Table实现。下面是 HashMap 的实现原理 哈希函数HashMap 使用对象的 hashCode() 方法生成哈希码通过这个哈希码进行映射。对不同的对象哈希函数应该尽量保证生成的哈希码分布均匀避免产生太多的哈希冲突。 哈希桶数组HashMap 内部使用一个数组来存储数据这个数组被称为哈希桶数组。桶数组的初始大小是默认的容量一般为16随着元素的增加而自动扩容。 冲突解决当不同的键映射到相同的哈希码时会发生哈希冲突。HashMap使用链地址法来解决冲突。具体而言相同哈希码的键值对会存储在同一个桶中并以链表的形式组织起来。 红黑树优化当链表的长度超过一定阈值默认为8HashMap会将链表转换为红黑树以提高查找性能。当红黑树的大小降低到一定程度时默认为6又会将红黑树转换回链表。 负载因子与扩容负载因子指的是当前哈希桶数组已使用桶的占比当负载因子超过一定阈值默认为 0.75时HashMap会触发扩容操作。扩容会创建一个更大的哈希桶数组并将原有的键值对重新分配到新的桶中以减少冲突的可能性。 桶中的链表或红黑树每个桶中存储键值对的结构可以是链表也可以是红黑树。当元素数量较少时使用链表结构当元素数量较多时使用红黑树结构。这样可以保持在不同情况下的高效查找性能。
总结起来HashMap 的实现原理是使用哈希函数将键映射到哈希码再根据哈希码在哈希桶数组中存储键值对。当不同键产生哈希冲突时使用链地址法解决冲突并通过红黑树优化链表的性能。同时根据负载因子和扩容机制保证哈希表的装载因子在一定范围内以提高效率。 20. 说一下 HashSet 的实现原理
HashSet 是 Java 中常用的集合实现之一它基于哈希表Hash Table实现。下面是 HashSet 的实现原理 哈希函数HashSet 使用对象的 hashCode() 方法生成哈希码通过这个哈希码进行映射。对不同的对象哈希函数应该尽量保证生成的哈希码分布均匀提高哈希表的效率。 哈希桶数组HashSet 内部使用一个哈希桶数组来存储元素。桶数组的初始大小是默认的容量一般为16随着元素的增加而自动扩容。 冲突解决当不同的元素映射到相同的哈希码时会发生哈希冲突。HashSet 使用链地址法链表或红黑树来解决冲突。相同哈希码的元素会存储在同一个桶中并以链表或红黑树的形式组织起来。 唯一性保证HashSet 保证集合中的元素是唯一的。当插入一个新元素时HashSet 会先检查该元素是否已经存在于集合中。通过元素的哈希码和 equals() 方法来判断元素是否重复。 负载因子与扩容类似于 HashMapHashSet 也有负载因子和扩容机制。负载因子表示哈希表已使用桶的占比当负载因子超过一定阈值默认为 0.75时HashSet 会触发扩容操作。扩容会创建一个更大的哈希桶数组并将原有的元素重新分配到新的桶中以减少冲突的可能性。
总结起来HashSet 的实现原理是通过哈希函数将元素映射到哈希码并根据哈希码在哈希桶数组中存储元素。当不同元素产生哈希冲突时使用链地址法解决冲突。通过哈希码和 equals() 方法保证集合中的元素唯一性。同时根据负载因子和扩容机制保证哈希表的装载因子在一定范围内以提高效率。
此外HashSet 也是基于HashMap实现的它实际上是通过HashMap的键来实现的。在HashSet中元素的值被存储为HashMap的键而所有的value都指向同一个Object对象。这样在HashSet中插入元素实际上是向HashMap中插入键值对而值指向同一个Object对象。这也解释了为什么HashSet不允许重复元素因为HashMap不允许重复的键。因此HashSet的实现依赖于HashMap的实现。
在具体操作上向HashSet中插入元素时程序会首先计算元素的哈希值然后将其放置在对应的哈希桶中。如果元素已经存在于集合中插入操作将会失败。这样在进行查找或插入操作时HashSet能够通过哈希表快速定位元素并且在理想情况下具有常数时间的性能。
因此HashSet的实现原理可以总结为利用HashMap实现通过哈希函数将元素映射到哈希桶中使用HashMap中键唯一的特性来保证集合中元素的唯一性并通过负载因子和扩容机制来保证集合的性能。
