通過(guò)面試題，讓我們來(lái)了解Collection

前言

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本章主要介紹Collection集合相關(guān)知識(shí)，結(jié)合面試中會(huì)提到的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的梳理。希望能幫到大家~
基于JDK1.8，如有錯(cuò)誤，還望大家能夠指出！

涉及的Collection集合相關(guān)面試題

• 1.什么是集合？
• 2.AVA中集合類型都有哪些？有什么特點(diǎn)？
• 3.說(shuō)一說(shuō)集合的父類Collection？
• 4.數(shù)組和集合都有哪些區(qū)別？
• 5.說(shuō)一說(shuō)迭代器Iterator
• 6.Collection接口中幾種重要的類和接口簡(jiǎn)介

1.什么是集合？

 來(lái)自百度百科的回答：

1. 集合類存放于java.util包中。
2. 集合類存放的都是對(duì)象的引用，而非對(duì)象本身，出于表達(dá)上的便利，我們稱集合中的對(duì)象就是指集合中對(duì)象的引用（reference)。
3. 集合類型主要有3種：set(集）、list(列表）和map(映射)。
4. 集合接口分為：Collection和Map，list、set實(shí)現(xiàn)了Collection接口

2.JAVA中集合類型都有哪些？各有什么特點(diǎn)？

Collection兩大體系：鏈表List、集合Set

List特點(diǎn)：元素有序；元素可以重復(fù)；元素都有索引（角標(biāo)）
List里存放的對(duì)象是有序的，同時(shí)也是可以重復(fù)的，List關(guān)注的是索引，擁有一系列和索引相關(guān)的方法，查詢速度快。
因?yàn)橥鵯ist集合里插入或刪除數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)伴隨著后面數(shù)據(jù)的移動(dòng)，所有插入刪除數(shù)據(jù)速度慢。

Set特點(diǎn)：元素?zé)o序；元素不可以重復(fù)；
Set里存放的對(duì)象是無(wú)序，不能重復(fù)的，集合中的對(duì)象不按特定的方式排序，只是簡(jiǎn)單地把對(duì)象加入集合中。

同時(shí)集合中還有另外一種類型：Map(映射)。

Map特點(diǎn)：鍵值對(duì)；鍵不可以重復(fù)；值可以重復(fù)；
Map集合中存儲(chǔ)的是鍵值對(duì)，鍵不能重復(fù)，值可以重復(fù)。根據(jù)鍵得到值，對(duì)map集合遍歷時(shí)先得到鍵的set集合，對(duì)set集合進(jìn)行遍歷，得到相應(yīng)的值。

3.說(shuō)一說(shuō)集合的父類Collection？

3.1 Collection 體系結(jié)構(gòu)圖

Collection

List （有序集合，允許相同元素和null）
  --LinkedList （非同步，允許相同元素和null，遍歷效率低插入和刪除效率高）
  --ArrayList （非同步，允許相同元素和null，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)大小的數(shù)組，遍歷效率高，用的多）
  --Vector（同步，允許相同元素和null，效率低）
   ---Stack（繼承自Vector，實(shí)現(xiàn)一個(gè)后進(jìn)先出的堆棧）

Set （無(wú)序集合，不允許相同元素，最多有一個(gè)null元素）
  --HashSet(無(wú)序集合，不允許相同元素，最多有一個(gè)null元素)

Map （沒(méi)有實(shí)現(xiàn)collection接口，key不能重復(fù)，value可以重復(fù)，一個(gè)key映射一個(gè)value）
  --Hashtable （實(shí)現(xiàn)Map接口，同步，不允許null作為key和value，用自定義的類當(dāng)作key的話要復(fù)寫(xiě)hashCode和eques方法，）
  --HashMap （實(shí)現(xiàn)Map接口，非同步，允許null作為key和value，用的多）
  --WeakHashMap（實(shí)現(xiàn)Map接口）

3.2 Collection 中的主要方法

（1）添加
boolean add(E o);
boolean add(Collection<? extends E> c);

（2）刪除
boolean remove(Object o);
boolean removeAll(Collection<? extends E> c)

void clear()；

（3）判斷
a.判斷集合中是否有元素：boolean isEmpty();
b.判斷集合中是否包含某個(gè)元素：boolean contains(Object o);
c.判斷集合中是否包含某些元素：boolean contains(Collection<?> c);

（4）獲取
a.獲取集合中元素個(gè)數(shù)：int size();
b.遍歷集合中所有元素：Iterator<E> iterator();
c.判斷兩個(gè)集合中是否存在相同的元素并保留兩個(gè)集合中相同的元素刪除不同的元素：boolean retainAll(Collection<?> c);

（5）其他
將集合中元素轉(zhuǎn)為數(shù)組:
a. Ojbect[] toArray();
b. <T> T[] toArray(); 泛型

Java8新增方法
在 JDK 8 以后，Collection 接口還提供了從集合獲取連續(xù)的或者并行流：
Stream<E> stream()
Stream<E> parallelStream()
于Collection接口相關(guān)還有一個(gè)抽象類AbstractCollection：
AbstractCollection是一個(gè)抽象類，實(shí)現(xiàn)了Collection接口的部分功能，實(shí)現(xiàn)了一些最基本的通用操作，把復(fù)雜的和業(yè)務(wù)相關(guān)的延遲到子類實(shí)現(xiàn)。
在AbstractCollection中，主要實(shí)現(xiàn)了contains(), isEmpty(), toArray(), remove(), clear() 這幾個(gè)操作。有興趣的同學(xué)可以自行研究下，邏輯都比較簡(jiǎn)單。

特別注意：List接口擴(kuò)展了一個(gè)一些方法，其中最重要，也是用的最多的是：
E get(int index) 返回指定索引的元素

4.數(shù)組和集合都有哪些區(qū)別？

數(shù)組特點(diǎn)：

1. 數(shù)組本質(zhì)上就是一段連續(xù)的內(nèi)存空間，用于記錄多個(gè)類型相同的數(shù)據(jù)；
2. 數(shù)據(jù)一旦聲明完畢，則內(nèi)存空間固定不變；
3. 插入和刪除操作不方便，可能會(huì)移動(dòng)大量的元素并導(dǎo)致效率太低；
4. 支持下標(biāo)訪問(wèn)，可以實(shí)現(xiàn)隨機(jī)訪問(wèn)；
5. 數(shù)組中的元素可以是基本數(shù)據(jù)類型，也可以使用引用數(shù)據(jù)類型。

集合特點(diǎn)：

1. 內(nèi)存空間可以不連續(xù)，數(shù)據(jù)類型可以不相同；
2. 集合的內(nèi)存空間可以動(dòng)態(tài)的調(diào)整；
3. 集合的插入刪除操作可以不移動(dòng)大量元素；
4. 部分支持下標(biāo)訪問(wèn)，部分不支持；
5. 集合中的元素必須是引用數(shù)據(jù)類型(你存儲(chǔ)的是簡(jiǎn)單的int，它會(huì)自動(dòng)裝箱成Integer)；

可以看出數(shù)組和集合在數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，訪問(wèn)，類型，長(zhǎng)度等都有不同的地方。

5.說(shuō)一說(shuō)迭代器 Iterator？

1. 通過(guò)集合對(duì)象獲取其對(duì)應(yīng)的Iterator對(duì)象
2. 判斷是否存在下一個(gè)元素
3. 取出該元素并將迭代器對(duì)象指向下一個(gè)元素
   Iterator iterator():取出元素的方式：迭代器。該對(duì)象必須依賴于具體容器，因?yàn)槊恳粋€(gè)容器的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都不同。
   所以該迭代器對(duì)象是在容器中進(jìn)行內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于使用容器者而言，具體的實(shí)現(xiàn)不重要，只要通過(guò)容器獲取到該實(shí)現(xiàn)的迭代器的對(duì)象即可，也就是iterator方法。

擴(kuò)展知識(shí)：
ArrayList里面的iterator方法采用了設(shè)計(jì)模式中的——工廠方法模式！
有興趣的同學(xué)可以后續(xù)看到我另外的文章“設(shè)計(jì)模式精講”專欄。

6.Collection接口中幾種重要的類和接口簡(jiǎn)介？

該問(wèn)題與第二個(gè)問(wèn)題類似~ 后續(xù)文章會(huì)有更詳細(xì)的介紹！

Collection兩大體系：鏈表List、集合Set 另映射Map

List接口及子類介紹

　　List是有序的Collection，使用此接口能夠精確的控制每個(gè)元素插入的位置。用戶能夠使用索引（元素在List中的位置，類似于數(shù)組下標(biāo)）來(lái)訪問(wèn)List中的元素，這類似于Java的數(shù)組。 和下面要提到的Set不同，List允許有相同的元素。 除了具有Collection接口必備的iterator()方法外，List還提供一個(gè)listIterator()方法，返回一個(gè)ListIterator接口，和標(biāo)準(zhǔn)的Iterator接口相比，ListIterator多了一些add()之類的方法，允許添加，刪除，設(shè)定元素，還能向前或向后遍歷。

　　實(shí)現(xiàn)List接口的常用類有：

• LinkedList類 （底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是鏈表，線程不安全）
• ArrayList類 （底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)組，線程不安全）
• Vector類 ?。ǖ讓訑?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)組，線程安全）
• Stack類 （顧名思義：棧，繼承至Vector類并進(jìn)行擴(kuò)展）
  在后續(xù)的文章中我們將一一詳細(xì)介紹這些類的相關(guān)特性！

Set接口及子類介紹

　　Set是一種不包含重復(fù)的元素的Collection，即任意的兩個(gè)元素e1和e2都有e1.equals(e2)=false，Set最多有一個(gè)null元素。很明顯，Set的構(gòu)造函數(shù)有一個(gè)約束條件，傳入的Collection參數(shù)不能包含重復(fù)的元素。 　　
注意：必須小心操作可變對(duì)象（Mutable Object）。如果一個(gè)Set中的可變?cè)馗淖兞俗陨頎顟B(tài)導(dǎo)致Object.equals(Object)=true將導(dǎo)致一些問(wèn)題。

　　實(shí)現(xiàn)Set接口的常用類有：

• HashSet類 （底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)組+單鏈表+紅黑樹(shù)，無(wú)序）
• LinkedHashSet （底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)組+單鏈表+紅黑樹(shù)+雙向鏈表，無(wú)序）
• TreeSet類 （底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)紅黑樹(shù)，有序）
  在后續(xù)的文章中我們將一一詳細(xì)介紹這些類的相關(guān)特性！

Map接口及子類介紹
注意：Map沒(méi)有繼承Collection接口，Map提供key到value的映射。一個(gè)Map中不能包含相同的key，每個(gè)key只能映射一個(gè)value。

Map接口提供3種集合的視圖，Map的內(nèi)容可以被當(dāng)作一組key集合，一組value集合，或者一組key-value映射。

• Hashtable類
• HashMap類 　　
  在后續(xù)的文章中我們將一一詳細(xì)介紹這些類的相關(guān)特性！

文末

本章節(jié)介紹了Collection接口中的大部分可能在面試過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)的內(nèi)容，
并沒(méi)有詳細(xì)去介紹其子類及其實(shí)現(xiàn)相關(guān)的原理。這方面的內(nèi)容會(huì)放在后續(xù)的章節(jié)中去詳細(xì)介紹。
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