面试高频知识点整理——集合篇（包含底层源码）

集合的概念

关于集合，首先我们得知道什么是集合，集合的概念是什么，这是最基础的，也是最基本的，那后面面试官问什么，才有可能一一答来。那什么是集合呢？

集合类存放在java.util包中
集合类主要有3种：set（集）、list（列表）、map（映射）
集合存放的都是对象的引用，而非对象的本身。所以我们称集合中的对象就是对象的引用。

简单的说：集合就是一个放数据对象引用的容器，不能放基本数据类型，只能放对象。而数据可以放基本数据类型。

集合的简要结构图

集合的应用场景

从以上就可以看到，如果前端有一个按钮需要查询所有学生信息，那具体的逻辑代码的实现就需要后端实现，后端需要访问数据库，数据库会查询出所有学生信息，然后再返回给后端接口，后端接口再把每一条数据返给前端，过于麻烦，浪费时间，我们就可以把这些数据放到一个集合里，然后只需要把这个集合返回给前端，让前端遍历就行了。

Collection接口

collection常用方法

public class demo { 
    public static void main(String[] args) { 
        /** * 集合collection常用的方法： * 增加：add(E e)、addAll(Collection<? extends E> c) * 删除：clear() 、remove(Object o) * 修改： * 判断：contains(Object o)、equals(Object o)、isEmpty() * 查看：iterator()、size() */
        //add(E e):向集合中添加一个元素
        //创建一个集合对象，接口不能创建对象，只能利用实现类创建对象
        Collection collection = new ArrayList();
        //集合有一个特点，只能存放引用数据类型的数据，不能是基本数据类型的数据。
        //基本数据类型会自动装箱，对应包装类。 int————integer
        collection.add(13);
        collection.add(14);
        System.out.println("========add======"+collection);

        //addAll(Collection<? extends E> c),将另外一个集合也添加到此集合中
        //新建一个集合，采用把数组转为为集合的方式
        List<Integer> lists = Arrays.asList(new Integer[]{ 1, 4, 6});
        collection.addAll(lists);
        System.out.println("=====addAll===="+collection);
        //clear()：清空集合中的数据
        collection.clear();
        //isEmpty()：判断集合是否为空
        System.out.println("=========isEmpty======"+collection.isEmpty());
        //size():查询集合中数据的个数
        System.out.println("==========size()========"+collection.size());


    }
}

运行结果如下：

collection集合的遍历方式

public class demo2 { 
    public static void main(String[] args) { 
        Collection collection = new ArrayList();
        collection.add(13);
        collection.add(14);
        collection.add("mengmeng");
        //方式一：增强for循环
        for(Object o:collection){ 
            System.out.print(o+"\t");
        }
        System.out.println();
        System.out.println("------------------------");
        //方式二：iterator()
        Iterator iterator = collection.iterator();
        while (iterator.hasNext()){ 
            System.out.print(iterator.next()+"\t");
        }
    }
}

我们需要说一下iterator()它的原理，iterator也叫做迭代器。前面我们说过collection底层是数组的数据结构，现在我们通过iterator迭代器遍历集合，先从头的部分，也就是下标为0的位置开始遍历，iterator里面有一个方法hasNext，通过这个方法来判断有没有下一个元素，如果有返回true，没有的话就返回false。若是返回true，说明有元素，就可以把当前元素输出在控制台，也就是通过next方法，并移动到下一个下标的位置重新进行判断，以此类推。直到移动到最后一个位置时，即hasNext返回false时，此时才是遍历完毕。

List接口

List接口常用的方法

public class demo3 { 
    public static void main(String[] args) { 
        /** * 集合List常用的方法： * 增加：add(int index, E element) * 删除：remove(int index) 、remove(Object o)从collection中继承过来的 * 修改：set(int index, E element) * 判断： * 查看：get(int index) */
        List list = new ArrayList<>();
        list.add(1);
        list.add(4);
        list.add(6);
        list.add(2);
        list.add("abc");
        System.out.println("原来集合的数据："+list);
        //add(int index, E element)：在指定的位置插入一个数据
        list.add(2,"mengmeng");
        System.out.println("插入数据之后集合的数据："+list);
        //set(int index, E element):修改指定位置的数据
        list.set(3,8);
        System.out.println("修改之后的集合数据："+list);
        //remove(int index):当集合中存放的是Integer数据类型时，调用这个移除方法
        list.remove(2);
        System.out.println("移除数据之后集合的数据："+list);
        //remove(Object o)
        list.remove("abc");
        System.out.println("移除数据之后集合中的数据："+list);
        //List的遍历
        //方式一：for循环
        System.out.println("遍历list集合的方式一：");
        for (int i=0;i<list.size();i++){ 
            System.out.print(list.get(i)+"\t");
        }
        //方式二：增强for循环
        System.out.println();
        System.out.println("遍历list集合的方式二：");
        for (Object obj:list) { 
            System.out.print(obj+"\t");
        }
        //方式三：迭代器iterator
        System.out.println();
        System.out.println("遍历list集合的方式三");
        Iterator iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()){ 
            System.out.print(iterator.next()+"\t");
        }

    }
}

ArrayList实现类

JDK1.7时的源码

1，我们首先先把idea中的jdk版本切换到1.7，切换方式如下： 2，ArrayList实现接口有失误，即父类AbstractList已经实现了接口List，而ArrayList又实现了一次。集合的创始人也承认了这个问题，但是后期jdk更新时，也没有做修改，觉得没毕业。

3,底层有两个重要的属性：elementData和size，即ArrayList底层是数组的重要原因。

4，在jdk1.7时，调用构造器时，会给底层数据elementData初始化数据为10。 5，往arrayList数组里添加数据时，调用底层的代码，如下：

6，当底层数组初始化的10个位置都满的时候就开始进行数组的扩容了，扩容长度为原数组的1.5倍。

小总结：jdk1.7时，ArrayList特点： 1，底层是数组的数据结构。 2，在调用构造器的时候，数组初始化长度为10。 3，扩容的时候，扩展为原数组的1.5倍。

JDK1.8时的源码

1，底层依旧是Object类型的数组，源码中仍旧有两个重要的参数：elementData和size。 2，使用代码ArrayList arrayList = new ArrayList();调用无参的构造器的时候，底层初始化的是一个长度为0空的数组，不再是直接赋值10。

3,调用add方法时，才完成了对底层数组初始化赋值的一个过程，赋值为10。

小总结：jdk1.8时，ArrayList特点： 1，底层依旧是一个数组类型的数据结构，但是是一个空的数组。 2，调用add方法之后才重新为数组赋值，新数组的长度为10，节省了内存。

区别：1.7在调用构造器的时候就给底层数组初始化为10,不使用数组的时候也会初始化，会造成资源浪费。1.8时是在add方法时才初始化为10。

Vector实现类

底层源码

1，底层依旧是一个数组的数据结构，用elementData表示数组中的实际有效长度

2， Vector vector = new Vector()；调用构造器的时候为底层数组初始化长度为10。 3，add()方法添加数据时，达到底层数组长度的最大值时，底层数组开始扩容，扩展为原数组长度的2倍，这是与ArrayList的区别。 4，是线程安全的。

Vector与ArrayList的区别

1，ArrayList底层扩容是原来的1.5倍，Vector是原来的2倍。 2，ArrayList不是线程安全的，但效率高，Vector是线程安全的，但效率低。

Vector与ArrayList的优点

由于两者底层都是数组的数据结构，所以它们的优缺点与数组也类似： 1，查询的效率高，但是插入、删除时效率低。 2，数据内容可以重复。

LinkedList集合

LinkedList常用的方法

public class Demo5 { 
    /** * LinkedList集合常用的方法： * 增加：addFirst(E e) 、addLast(E e) * offer(E e) 、offerFirst(E e)、offerLast(E e) * 删除：poll()、pollFirst()、pollLast() * removeFirst()、removeLast() * 修改： * 查看：element()、getFirst()、getLast() * indexOf(Object o)、lastIndexOf(Object o) * peek()、E peekFirst() 、peekLast() * 判断： */
    public static void main(String[] args) { 
        //创建一个LinkedList集合,因为底层代码是一个泛型，所以我们一般创建对象时也是创建一个泛型集合
        LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>();
        linkedList.add("q");
        linkedList.add("qw");
        linkedList.add("qw");//可以添加重复数据
        //addFirst(E e) 、addLast(E e) 向首部、尾部插入数据
        linkedList.addFirst("a");
        linkedList.addLast("z");
        System.out.println("============"+linkedList);
        //offer(E e) 、offerFirst(E e)、offerLast(E e) 分别在尾部、首部、尾部添加数据
        linkedList.offer("x");
        linkedList.offerFirst("b");
        linkedList.offerLast("y");
        System.out.println("============"+linkedList);
        //poll()、pollFirst()、pollLast() 分别是删除首部、首部、尾部的数据
        System.out.println("=============poll()删除的元素是："+linkedList.poll());
        System.out.println("=============pollFirst()删除的元素是："+linkedList.pollFirst());
        System.out.println("=============pollLast()删除的元素是："+linkedList.pollLast());
        System.out.println("=============removeFirst()删除："+linkedList.removeFirst());
    }
}

问题：pollFirst()和removeFirst()都是表示删除的，为什么要存在两组呢？它们有什么区别吗？

回答：当数组为空的时候，用pollFirst()可以删除null，代码不会报错，用removeFirst()删除的时候，代码会报错。pollFirst()是jdk1.6以后提出的，提高了代码的健壮性。

LinkedList底层源码

首先我们先大致简要的说一下Linkedlist的底层数据结构。下面这个图是梦梦在网上看视频的时候截的一张图，感觉还挺不错的，就拿来用了。总结：Linkedlist的底层是一个双向链表的结构，双向的意思是：能够前后分别指向对象的链表地址，所以LinkedList底层是靠一个一个简要的对象连接起来。

未完，后续在路上。。。。

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集合的概念

集合的简要结构图

集合的应用场景

Collection接口

collection常用方法

collection集合的遍历方式

List接口

List接口常用的方法

ArrayList实现类

JDK1.7时的源码

JDK1.8时的源码

Vector实现类

底层源码

Vector与ArrayList的区别

Vector与ArrayList的优点

LinkedList集合

LinkedList常用的方法

LinkedList底层源码

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