Java集合類面試題

Java中的集合類是面試中經常被問及的一個知識點。集合類是用於存儲對象數據並進行操作的類，它基本上涵蓋了Java中所有數據結構的實現，如數組、鏈表、哈希表等。在面試中，經常會存在關於集合類的許多問題，包括它們的特點、使用方法、應用場景等等。下面將從多個方面進行詳細闡述。

一、集合類概述

Java集合類是一組用於存儲和操作一組對象的類。Java集合類是在Java SE 1.2版本中引入的。Java集合類中包含的常用數據結構有：List、Set、Map等。優點是可動態擴展，實現了類與類之間的高度解耦。

Java中集合類主要分為三大類：List、Set和Map，其中List和Set屬於Collection介面的子介面，Map則為獨立的介面。集合類中存儲的元素只能是對象，而基本數據類型需要使用對應的包裝類。

二、List介面

List是一個有序的集合，可以包含一些重複的元素。List介面繼承自Collection介面，並增加了操作列表特有的功能。Java集合類中實現了List介面的有ArrayList、LinkedList、Stack、Vector等。

1、ArrayList

ArrayList是一個動態數組，它的大小可以動態增長或減少，等價於動態的 Object[]。ArrayList中允許包含重複的元素。ArrayList是非線程安全的。若需要多線程間並發訪問的時候使用 Vector。

示例代碼：

ArrayList list = new ArrayList();
list.add("China");
list.add("USA");
list.add("UK");
System.out.println(list.size());
System.out.println(list.get(0));
for (String s : list) {
    System.out.println(s);
}

三、Set介面

Set是一個不包含重複元素的集合。Set介面繼承自Collection介面，確保了元素的唯一性。Java集合類中實現了Set介面的有HashSet、LinkedHashSet、TreeSet等。

1、HashSet

HashSet是一個無序的集合，它不允許有重複元素的存在，因為它的實現是基於HashMap的。HashSet允許使用null元素。它是非線程安全的。

示例代碼：

HashSet set = new HashSet();
set.add("China");
set.add("USA");
set.add("UK");
System.out.println(set.size());
for (String s : set) {
    System.out.println(s);
}

四、Map介面

Map是一個key-value映射的集合。Map介面繼承自Collection介面的不同的介面，它是一個鍵值對(key-value)映射的集合，不允許重複的Key，但允許重複的Value。Java集合類中實現了Map介面的有HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable等。

1、HashMap

HashMap是一個哈希表，它存儲的內容是key-value鍵值對。HashMap允許null作為鍵或值，但是要注意空指針異常。HashMap是非線程安全的。若需要多線程間並發訪問的時候使用 ConcurrentHashMap。

示例代碼：

HashMap map = new HashMap();
map.put(1, "China");
map.put(2, "USA");
map.put(3, "UK");
System.out.println(map.get(1));
for (Integer key : map.keySet()) {
    System.out.println(key + ": " + map.get(key));
}

五、集合類應用場景

Java集合類廣泛應用於各種業務場合。下面列舉幾個典型的應用場景：

1、List應用場景

List主要適用於需要精確控制和維護順序的場合。例如需要按照添加順序進行排序或遍歷，特別是在處理有序數據的時候，List的效率比較高。List也可以用於處理一些需要對數據進行頻繁的檢索或更新的情況。

2、Set應用場景

Set主要用於去重或查找是否包含某個元素。它把重複的元素踢出了集合，只保存不重複的元素，適用於那些不需要關心元素出現的順序，而又不允許數據重複的場合。比如說使用Set+thead實現去重操作等。

3、Map應用場景

Map主要應用於需要按照鍵值對來存儲和訪問數據的情況。例如，我們需要存儲每個單詞在一篇文章中出現的次數，此時就可以使用 Map 類型，同時將單詞作為 Key，出現的次數作為 value。一個典型的應用場景是在開發Java Web項目的時候，一些參數的傳遞使用Map對象(如SpringMVC中傳遞的Model對象就是一個存放業務數據的Map對象)。