一、簡介
Java集合類是我們日常編程中使用較多的一個，常見的有：ArrayList、LinkedList、HashMap、HashSet、ConcurrentHashMap、LinkedBlockQueue等等，集合類同時也是面試時必問的一項技能，所以我們有必要了解一些常見的面試題，本文將總結一部分比較常遇到的集合相關的面試題，希望可以幫助到大家。
二、集合相關面試題
【a】集合類繼承圖
上述類圖中，實線邊框的是實現類，比如ArrayList，LinkedList，HashMap等，折線邊框的是抽象類，比如AbstractCollection，AbstractList，AbstractMap等，而點線邊框的是接口，比如Collection，Iterator，List等。
簡單說明：
- Collection接口是所有集合類的根接口，主要的實現類有List、Set和Queue，注意Map並不是Collection的子接口，Map是Java.util包中的另一個接口，它和Collection接口沒有關係，是相互獨立的，但是都屬於集合類的一部分。
- Iterator：所有集合類都實現了Iterator接口，主要用於遍歷集合中的元素，主要方法：
- hasNext()：判斷集合中是否還有下一個元素；next()：返回當前元素的下一個元素 remove()：刪除當前元素
【b】請簡單介紹一下List、Map和Set?
| 集合類 | 是否有序 | 是否可重複 |
| List | 元素有序 | 元素可以重複 |
| Map | 鍵值對方式存儲元素 | Map中的鍵唯一，不可重複，但值可以重複 |
| Set | 元素無序 | 元素不可重複 |
文字描述：
1、List：List集合存放的對象是有序的，同時也是可以重複的。List查詢效率相對快一些，往List集合插入或者刪除元素，由於會涉及到移動元素的成本，速度相對慢一些。
2、Set：Set集合存放的對象是無序，不能重複的。
3、Map：Map集合中的元素都是以鍵值對的方式進行存儲的，鍵是唯一的，不可以重複，但是值可以重複。
【c】請簡單說明一下ArrayList和LinkedList的區別？
| 區別 | ArrayList | LinkedList |
| 底層數據結構 | ArrayList底層是基於數組實現的，涉及到很多的數組拷貝，移動等操作。 | LinkedList底層是基於鏈表實現的，通過修改鏈表的指向來達到元素的插入、刪除等。 |
| 插入/刪除效率 | ArrayList由於插入、刪除時需要移動元素，所以速度較慢 | LinkedList直接通過修改鏈表的指向，斷開鏈表等操作實現插入、刪除，所以速度很快。 |
| 查詢效率 | ArrayList直接通過數組的下標就可以找到對應的元素，所以查詢速度很快 | LinkedList由於需要遍歷鏈表，挨個進行比較，所以速度較慢 |
| 適用場景 | 查詢多，插入、刪除、更新比較少的場景 | 查詢少，插入、刪除、更新比較多的場景 |
【d】請簡單說明一下HashMap、Hashtable、ConcurrentHashMap、LinkedHashMap、TreeMap類？
| 區別 | HashMap | Hashtable | ConcurrentHashMap | LinkedHashMap | TreeMap |
| 說明 |
HashMap是根據鍵的HashCode值計算出元素在bucket[]桶數組中的索引下標，訪問效率很高。遍歷時，取得數據的順序是完全隨機的。 因爲HashMap鍵是不可以重複的，所以HashMap最多隻允許一條記錄的鍵爲Null，允許多條記錄的值爲Null，是非同步的，線程不安全。 |
Hashtable與HashMap類似，是HashMap的線程安全版，它支持線程的同步，即任一時刻只有一個線程能寫Hashtable，因此也導致了Hashtale在寫入時會比較慢，它繼承自Dictionary類，不同的是它不允許記錄的鍵或者值爲null，同時效率較低。 | 線程安全，並且鎖分離。JDK1.7中ConcurrentHashMap內部使用分段鎖機制(Segment)來表示這些不同的部分，每個段其實就是一個小的hash table，它們有自己的鎖。只要多個修改操作發生在不同的段上，它們就可以併發進行。在JDK1.8中廢棄了分段鎖，採用Sychronized+CAS方式實現安全控制。 | LinkedHashMap保存了記錄的插入順序，在用Iteraor遍歷LinkedHashMap時，先得到的記錄肯定是先插入的，在遍歷的時候會比HashMap慢。 | TreeMap實現SortMap接口，能夠把它保存的記錄根據鍵排序，默認是按鍵值的升序排序（自然順序），也可以指定排序的比較器，當用Iterator遍歷TreeMap時，得到的記錄是排過序的。不允許key值爲空，非同步的； |
【e】請談一下Vector和ArrayList的區別？
| 區別 | Vector | ArrayList |
| 底層數據結構 | 基於數組實現 | 基於數組實現 |
| 是否線程安全 | 由於加入了同步機制，所以線程安全 | 線程不安全 |
| 效率 | 由於加入了Synchronized同步機制，所以效率相對慢一些 | 效率相對快一些 |
【f】集合框架中的泛型有什麼優點？
Java1.5引入了泛型，所有的集合接口和實現都大量地使用泛型。泛型允許我們爲集合指定一個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ClassCastException，因爲你將會在編譯時得到報錯信息。泛型也使得我們不需要使用顯式轉換和instanceOf操作符。它也給運行時帶來好處，因爲不會產生類型檢查的字節碼指令。
【g】簡單說明一下集合中的快速失敗機制(fail-fast)？
每次我們嘗試獲取下一個元素的時候，Iterator fail-fast機制都會去檢查當前集合結構裏的任何改動。如果發現任何改動，它拋出ConcurrentModificationException併發修改異常。Collection中所有Iterator的實現都是按fail-fast來設計的。
【h】HashMap的工作原理？
可以參考另外一篇博文，裏面詳細介紹了其工作原理：【https://blog.csdn.net/Weixiaohuai/article/details/103882258】
【i】請談談hashCode()和equals()方法的重要性？
HashMap利用key對象的hashCode()和equals()方法去計算元素在數組中的索引下標。當我們從HashMap中獲取值時，如果這些方法沒有被正確地實現，在這種情況下，兩個不同Key也許會產生相同的hashCode()和equals()輸出，HashMap將會認爲它們是相同的，然後覆蓋它們，而非把它們存儲到不同的地方。同樣的，所有不允許存儲重複數據的集合類都使用hashCode()和equals()去查找重複，所以正確實現它們非常重要。equals()和hashCode()的實現應該遵循以下規則：
- （1）如果o1.equals(o2)，那麼o1.hashCode() == o2.hashCode()總是爲true的；
- （2）如果o1.hashCode() == o2.hashCode()，並不意味着o1.equals(o2)會爲true；
【j】請簡單說明一下Array和ArrayList有何區別？
| 區別 | Array | ArrayList |
| 容納對象類型 | Array可以容納基本類型和對象 | ArrayList只能容納對象 |
| 大小 | Array是指定大小的 | ArrayList大小是可以擴容的 |
| 適用場景 | 大小固定的集合時可以考慮使用數組Array | 當大小動態變化時考慮使用ArrayList |
【k】Collections類是什麼？
Java.util.Collections是一個工具類僅包含靜態方法，它們操作或返回集合。它包含操作集合的多態算法，返回一個由指定集合支持的新集合和其它一些內容。這個類包含集合框架算法的方法，比如折半搜索、排序、混編和逆序等。
【l】Comparable和Comparator接口是什麼？
如果我們想使用Array或Collection的排序方法時，需要在自定義類裏實現Java提供Comparable接口。Comparable接口有compareTo(T OBJ)方法，它被排序方法所使用。我們應該重寫這個方法，如果“this”對象比傳遞的對象參數更小、相等或更大時，它返回一個負整數、0或正整數。
但是，在大多數實際情況下，我們想根據不同參數進行排序，需要使用Comparator接口，因爲Comparable.compareTo(Object o)方法實現只能基於一個字段進行排序，我們不能根據對象排序的需要選擇字段。
Comparator接口的compare(Object o1, Object o2)方法的實現需要傳遞兩個對象參數，若第一個參數比第二個小，返回負整數；若第一個等於第二個，返回0；若第一個比第二個大，返回正整數。