Java基础面试题三

Q1: 如何确保N个线程可以访问N个资源同时又不导致死锁？

使用多线程的时候，一种非常简单的避免死锁的方式就是：指定获取锁的顺序，并强制线程按照指定的顺序获取锁。因此，如果所有的线程都是以同样的顺序加锁和释放锁，就不会出现死锁了。

Q2: Java集合类框架的基本接口有哪些？

Java集合类提供了一套设计良好的支持对一组对象进行操作的接口和类。
Java集合类里面最基本的接口有：

  • Collection：代表一组对象，每一个对象都是它的子元素。
  • Set：不包含重复元素的Collection。
  • List：有顺序的collection，并且可以包含重复元素。
  • Map：可以把键(key)映射到值(value)的对象，键不能重复。

Q3: 什么是迭代器(Iterator)？

Iterator接口提供了很多对集合元素进行迭代的方法。每一个集合类都包含了可以返回迭代器实例的迭代方法。迭代器可以在迭代的过程中删除底层集合的元素。

Q4: Iterator和ListIterator的区别是什么？

下面列出了他们的区别：

  • Iterator可用来遍历Set和List集合，但是ListIterator只能用来遍历List。
  • Iterator对集合只能是前向遍历，ListIterator既可以前向也可以后向。
  • ListIterator实现了Iterator接口，并包含其他的功能，比如：增加元素，替换元素，获取前一个和后一个元素的索引，等等。

Q5: Java中的HashMap的工作原理是什么？

Java中的HashMap是以键值对(key-value)的形式存储元素的。HashMap需要一个hash函数，它使用hashCode()和equals()方法来向集合/从集合添加和检索元素。当调用put()方法的时候，HashMap会计算key的hash值，然后把键值对存储在集合中合适的索引上。如果key已经存在了，value会被更新成新值。

HashMap的一些重要的特性是它的容量(capacity)，负载因子(load factor)和扩容极限(threshold resizing)。

Q6: HashMap和Hashtable有什么区别？

  • HashMap和Hashtable都实现了Map接口，因此很多特性非常相似。但是，他们有以下不同点：
  • HashMap允许键和值是null，而Hashtable不允许键或者值是null。
  • Hashtable是同步的，而HashMap不是。因此，HashMap更适合于单线程环境，而Hashtable适合于多线程环境。
  • HashMap提供了可供应用迭代的键的集合，因此，HashMap是快速失败的。另一方面，Hashtable提供了对键的列举(Enumeration)。

Q7: 数组(Array)和列表(ArrayList)有什么区别？什么时候应该使用Array而不是ArrayList？

下面列出了Array和ArrayList的不同点：

  • Array可以包含基本类型和对象类型，ArrayList只能包含对象类型。
  • Array大小是固定的，ArrayList的大小是动态变化的。
  • ArrayList提供了更多的方法和特性，比如：addAll()，removeAll()，iterator()等等。
  • 对于基本类型数据，集合使用自动装箱来减少编码工作量。但是，当处理固定大小的基本数据类型的时候，这种方式相对比较慢。

Q8: ArrayList和LinkedList有什么区别？

ArrayList和LinkedList都实现了List接口，他们有以下的不同点：

  • ArrayList是基于索引的数据接口，它的底层是数组。它可以以O(1)时间复杂度对元素进行随机访问。与此对应，LinkedList是以元素链表的形式存储它的数据，每一个元素都和它的前一个和后一个元素链接在一起，在这种情况下，查找某个元素的时间复杂度是O(n)。
  • 相对于ArrayList，LinkedList的插入，添加，删除操作速度更快，因为当元素被添加到集合任意位置的时候，不需要像数组那样重新计算大小或者是更新索引。
  • LinkedList比ArrayList更占内存，因为LinkedList为每一个节点存储了两个引用，一个指向前一个元素，一个指向下一个元素。也可以参考ArrayList vs. LinkedList。

Q9: 如何权衡是使用无序的数组还是有序的数组？

有序数组最大的好处在于查找的时间复杂度是O(log n)，而无序数组是O(n)。有序数组的缺点是插入操作的时间复杂度是O(n)，因为值大的元素需要往后移动来给新元素腾位置。相反，无序数组的插入时间复杂度是常量O(1)。

Q10: HashSet和TreeSet有什么区别？

HashSet是由一个hash表来实现的，因此，它的元素是无序的。add()，remove()，contains()方法的时间复杂度是O(1)。

TreeSet是由一个树形的结构来实现的，它里面的元素是有序的。因此，add()，remove()，contains()方法的时间复杂度是O(logn)。