【Java面试题02】Java 集合常见面试题

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一、前言🚀🚀🚀

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你每一天的努力会在未来的某一个点交汇成宏伟的画面。

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本文简介：本人是大二软件工程专业，java后端方向，学习路线：java基础->JDBC->Maven->MyBatis->SSM，通过做笔记分享到博客上的形式，激励自己学习，同时方便复习。由于水平为入门级别，如有错误，希望大佬们评论或私信斧正 Thanks♪(･ω･))ﾉ

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二、Java 基础面试题：☀️☀️☀️

1、说说 Java 中 HashMap 的原理？

  HashMap 是基于哈希表的数据结构，用于存储键值对（key-value）。其核心是将键的哈希值映射到数组索引位置，通过数组 + 链表（在 Java 8 及之后是数组 + 链表 + 红黑树）来处理哈希冲突。
  HashMap 使用键的 hashCode() 方法计算哈希值，并通过 indexFor 方法（JDK 1.7 及之后版本移除了这个方法，直接使用 (n - 1) & hash）确定元素在数组中的存储位置。哈希值是经过一定扰动处理的，防止哈希值分布不均匀，从而减少冲突。
HashMap 的默认初始容量为 16，负载因子为 0.75。也就是说，当存储的元素数量超过 16 × 0.75 = 12 个时，HashMap 会触发扩容操作，容量x2并重新分配元素位置。这种扩容是比较耗时的操作，频繁扩容会影响性能。

2、HashMap 的扩容机制？

  HashMap 的默认初始容量为 16，负载因子为 0.75。也就是说，当存储的元素数量超过 16 × 0.75 = 12 个时，HashMap 会触发扩容操作，容量x2并重新分配元素位置。
  扩容时，Hashmap需要重新计算所有元素的哈希值，并将它们重新分配到新的哈希桶中，这个过程称为rehashing。每个元素的存储位置会根据新容量的大小重新计算哈希值，并移动到新的数组中。
  这种扩容是比较耗时的操作，频繁扩容会影响性能。

3、为什么 Java 中 HashMap 的默认负载因子是 0.75?

  是为了在时间复杂度和空间复杂度之间取得一个合理的平衡，负载因子为 0.75 时，避免过多扩容的同时，也保证了不会出现过多的哈希冲突，
  确保查找和插入操作的效率，维持良好的性能表现。

4、JDK 1.8 对 HashMap 除了红黑树还进行了哪些改动？

  改进了哈希函数的计算：JDK 1.8 中优化了哈希函数，使得哈希值的分布更加均匀，减少了哈希冲突的发生，通过在生成哈希值时使用“扰动函数”，确保哈希值的高低位都能参与到桶的选择中。
  扩容机制优化：JDK 1.8 改进了扩容时的元素迁移机制。在扩容过程中不再对每个元素重新计算哈希值，而是根据原数组长度的高位来判断元素是留在原位置，还是迁移到新数组中的新位置。这一改动减少了不必要的计算，提升了扩容效率。
  头插法变为尾插法：头插法的好处就是插入的时候不需要遍历链表，直接替换成头结点，但是缺点是扩容的时候会逆序，而逆序在多线程操作下可能会出现环，产生死循环，于是改为尾插法。

5、Java 中 ConcurrentHashMap 1.7 和 1.8 之间有哪些区别？

  JDK 1.7 ConcurrentHashMap 采用的是分段锁，即每个 Segment 是独立的，可以并发访问不同的 Segment，默认是 16 个 Segment，所以最多有 16 个线程可以并发执行。
  而 JDK 1.8 移除了 Segment，锁的粒度变得更加细化，锁只在链表或红黑树的节点级别上进行。通过 CAS 进行插入操作，只有在更新链表或红黑树时才使用 synchronized，并且只锁住链表或树的头节点，进一步减少了锁的竞争，并发度大大增加。
并且 JDK 1.7 ConcurrentHashMap 只使用了数组 + 链表的结构，而 JDK 1.8 和 HashMap一样引入了红黑树。
  除此之外，还有扩容的区别以及 size 方法的计算也不一样。

6、数组和链表在 Java 中的区别是什么?

  1、数组是内存中连续的空间，而链表可以不连续
  2、数组长度固定，如果需要扩展数组，需要重新开辟一片空间使用。而链表可以直接用指针指向不同的地址，扩展方便。
  3、在读取多的场景下适合用数组，数组可以直接用下标访问，而在插入和删除操作多的场景下适合用链表4、链表需要额外的空间存储指针，占用的空间会比数组更多。

  
  
  
  
    
  
  
  
  

后序还在更新中~~~

三、总结：🍓🍓🍓

提示：这里对文章进行总结：
例如：以上就是今天要讲的内容，本文仅仅简单介绍了pandas的使用，而pandas提供了大量能使我们快速便捷地处理数据的函数和方法。