Java集合框架為Java編程語言的基礎(chǔ)，也是Java面試中很重要的一個知識點。下面與大家分享Java面試問題集錦及參考答案，歡迎閱讀：
1.Java集合框架是什么?說出一些集合框架的優(yōu)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(xiàn)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(fā)集合類，Java已經(jīng)經(jīng)歷了很久。它還包括在Java并發(fā)包中，阻塞接口以及它們的實現(xiàn)。集合框架的部分優(yōu)點如下：
(1)使用核心集合類降低開發(fā)成本，而非實現(xiàn)我們自己的集合類。
(2)隨著使用經(jīng)過嚴(yán)格測試的集合框架類，代碼質(zhì)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(hù)成本。
(4)復(fù)用性和可操作性。
2.集合框架中的泛型有什么優(yōu)點?
Java1.5引入了泛型，所有的集合接口和實現(xiàn)都大量地使用它。泛型允許我們?yōu)榧咸峁┮粋�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(xiàn)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(zhuǎn)換和instanceOf操作符。它也給運行時帶來好處，因為不會產(chǎn)生類型檢查的字節(jié)碼指令。
3.Java集合框架的基礎(chǔ)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(xiàn)。
Set是一個不能包含重復(fù)元素的集合。這個接口對數(shù)學(xué)集合抽象進(jìn)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(fù)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(tài)變換的數(shù)組。
Map是一個將key映射到value的對象.一個Map不能包含重復(fù)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(hù)這些元素由Collection的具體實現(xiàn)決定。例如，一些如List的Collection實現(xiàn)允許重復(fù)的元素，而其它的如Set就不允許。很多Collection實現(xiàn)有一個公有的clone方法。然而，把它放到集合的所有實現(xiàn)中也是沒有意義的。這是因為Collection是一個抽象表現(xiàn)。重要的是實現(xiàn)。
當(dāng)與具體實現(xiàn)打交道的時候，克隆或序列化的語義和含義才發(fā)揮作用。所以，具體實現(xiàn)應(yīng)該決定如何對它進(jìn)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(xiàn)中授權(quán)克隆和序列化，最終導(dǎo)致更少的靈活性和更多的限制。特定的實現(xiàn)應(yīng)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(xiàn)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(guī)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(diào)用者在迭代過程中移除元素。
7.Enumeration和Iterator接口的區(qū)別?
Enumeration的速度是Iterator的兩倍，也使用更少的內(nèi)存。Enumeration是非常基礎(chǔ)的，也滿足了基礎(chǔ)的需要。但是，與Enumeration相比，Iterator更加安全，因為當(dāng)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(diào)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(jīng)經(jīng)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(xié)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(biāo)?
它可以在當(dāng)前Iterator的頂層實現(xiàn)，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(xiàn)它，這沒有意義。
10.Iterater和ListIterator之間有什么區(qū)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?
ListstrList=newArrayList<>();
//使用for-each循環(huán)
for(Stringobj:strList){
System.out.println(obj);
}
//usingiterator
Iteratorit=strList.iterator();
while(it.hasNext()){
Stringobj=it.next();
System.out.println(obj);
}
使用迭代器更加線程安全，因為它可以確保，在當(dāng)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(dāng)前集合結(jié)構(gòu)里的任何改動。如果發(fā)現(xiàn)任何改動，它拋出ConcurrentModificationException。Collection中所有Iterator的實現(xiàn)都是按fail-fast來設(shè)計的(ConcurrentHashMap和CopyOnWriteArrayList這類并發(fā)集合類除外)。
13.fail-fast與fail-safe有什么區(qū)別?
Iterator的fail-fast屬性與當(dāng)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(shè)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(fā)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(xiàn)?
Iterator接口定義了遍歷集合的方法，但它的實現(xiàn)則是集合實現(xiàn)類的責(zé)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(xiàn)內(nèi)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(tài)內(nèi)部類實現(xiàn)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(dāng)我們通過傳遞key-value對調(diào)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(jīng)存在，如果存在，它會覆蓋value，如果不存在，它會創(chuàng)建一個新的entry然后保存。當(dāng)我們通過傳遞key調(diào)用get方法時，它再次使用hashCode()來找到數(shù)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(xì)內(nèi)容。
其它關(guān)于HashMap比較重要的問題是容量、負(fù)荷系數(shù)和閥值調(diào)整。HashMap默認(rèn)的初始容量是32，負(fù)荷系數(shù)是0.75。閥值是為負(fù)荷系數(shù)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(nèi)容進(jìn)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(shù)據(jù)庫里面拉取的數(shù)據(jù)，使用正確的容量和負(fù)荷系數(shù)對HashMap進(jìn)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(dāng)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(xiàn)，在這種情況下，兩個不同Key也許會產(chǎn)生相同的hashCode()和equals()輸出，HashMap將會認(rèn)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(fù)數(shù)據(jù)的集合類都使用hashCode()和equals()去查找重復(fù)，所以正確實現(xiàn)它們非常重要。equals()和hashCode()的實現(xiàn)應(yīng)該遵循以下規(guī)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(yīng)該重寫hashCode()方法。
(2)類的所有實例需要遵循與equals()和hashCode()相關(guān)的規(guī)則。請參考之前提到的這些規(guī)則。
(3)如果一個類沒有使用equals()，你不應(yīng)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(guān)的問題了。
比如，我有一個類MyKey，在HashMap中使用它。
//傳遞給MyKey的name參數(shù)被用于equals()和hashCode()中
MyKeykey=newMyKey('Pankaj');//assumehashCode=1234
myHashMap.put(key,'Value');
//以下的代碼會改變key的hashCode()和equals()值
key.setName('Amit');//assumenewhashCode=7890
//下面會返回null，因為HashMap會嘗試查找存儲同樣索引的key，而key已被改變了，匹配失敗，返回null
myHashMap.get(newMyKey('Pankaj'));
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(dāng)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(jié)果會變?yōu)槲炊x。集合支持通過Iterator的Remove、Set.remove、removeAll、retainAll和clear操作進(jìn)行元素移除，從map中移除對應(yīng)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(dāng)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(jié)果會變?yōu)槲炊x。集合支持通過Iterator的Remove、Set.remove、removeAll、retainAll和clear操作進(jìn)行元素移除，從map中移除對應(yīng)的映射。它不支持add和addAll操作。
(3)Set> 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(dāng)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(jìn)行setValue外)，迭代器的結(jié)果會變?yōu)槲炊x。集合支持通過Iterator的Remove、Set.remove、removeAll、retainAll和clear操作進(jìn)行元素移除，從map中移除對應(yīng)的映射。它不支持add和addAll操作。