挑战Java面试题复习第2天，百折不挠
挑战第 2 天
- ArrayList和linkedList的区别
- HashMap和HashTable的区别
- Collection 与 Collections 的区别
- Java的四种引用
- 泛型常用特点
ArrayList和linkedList的区别
- 底层数据结构：
- ArrayList：基于动态数组实现，支持快速随机访问。
- LinkedList：基于双向链表实现，适合频繁的插入和删除操作。
- 随机访问性能：
- ArrayList：由于是基于数组，随机访问速度快，时间复杂度为O(1)。
- LinkedList：由于是基于链表，随机访问速度慢，时间复杂度为O(n)。
- 插入和删除性能：
- ArrayList：在数组中间插入或删除元素时，需要移动后续所有元素，效率较低，时间复杂度为O(n)。
- LinkedList：在链表中插入或删除元素时，只需改变节点的指针，效率高，时间复杂度为O(1)。
- 内存占用：
- ArrayList：每个元素只存储数据，内存利用率高。
- LinkedList：每个元素除了存储数据外，还需要存储两个指针（指向前一个和后一个元素），内存利用率低。
- 容量扩展：
- ArrayList：动态数组，当容量不足时会自动扩展，但扩展操作涉及复制数组，有额外开销。
- LinkedList：不需要预先分配容量，可以动态地添加节点，没有扩展容量的开销。
- 线程安全：
- 两者都不是线程安全的，但在多线程环境下，LinkedList的插入和删除操作可能更安全，因为它们通常涉及单个节点的修改。
- 使用场景：
- ArrayList：适用于频繁读取元素的场景，如作为缓存。
- LinkedList：适用于频繁插入和删除元素的场景，如实现队列或栈。
- 其他方法：
- ArrayList：提供toArray方法将列表转换为数组，asList方法将数组转换为固定大小的列表。
- LinkedList：除了List接口的方法外，还提供了额外的方法，如addFirst、addLast、removeFirst和removeLast等，用于在链表的头部或尾部进行操作。
HashMap和HashTable的区别
- 父类不同：
- HashMap：继承自AbstractMap类。
- Hashtable：继承自Dictionary类。
- 接口方法不同：
- Hashtable：提供了elements()和contains()方法，这些方法在Dictionary类中定义。
- HashMap：没有提供这两个方法。
- 对null的支持：
- Hashtable：不允许key和value为null。
- HashMap：允许key为null（但只能有一个），允许有多个value为null。
- 线程安全性：
- HashMap：非线程安全，适合单线程环境。
- Hashtable：线程安全，每个方法都加了synchronized关键字，适合多线程环境。
- 性能：
- HashMap：由于非线程安全，通常比Hashtable性能高。
- Hashtable：由于线程安全，性能可能不如HashMap。
- 替代方案：
- 当需要线程安全时，可以使用ConcurrentHashMap，它比Hashtable性能更好，因为它使用了分段锁。
- 初始容量和扩充容量：
- 两者都可以设置初始容量和负载因子，但具体实现和默认值可能不同。
- 计算hash值的方法：
- 两者可能使用不同的算法来计算hash值，这会影响元素的分布和冲突解决。
Collection 与 Collections 的区别
- Collection：
- 是一个接口，定义了所有单列集合（即不包含重复元素的集合）的基本操作。
- 子接口包括Set（不允许重复的集合）、List（有序集合，可以重复）。
- 实现类包括ArrayList、LinkedList、Vector、Stack等。
- Collections：
- 是一个工具类，提供了一系列静态方法来操作或返回各种集合。
- 提供的方法包括搜索、排序、线程安全化等操作。
- 不能被实例化，类似于Java中的其他工具类，如Arrays。
- 功能区别：
- Collection定义了集合的基本操作，如添加、删除、遍历等。
- Collections提供了对集合的辅助操作，如排序（sort）、搜索（binarySearch）、同步（synchronizedCollection）等。
- 使用场景：
- 当你需要创建一个集合并进行基本操作时，你会使用实现Collection接口的类。
- 当你需要对集合进行更高级的操作，如排序或搜索时，你会使用Collections类提供的方法。
Java的四种引用
- 强引用（Strong Reference）：
- 最常见的引用类型。
- 只要强引用还存在，垃圾回收器永远不会回收被引用的对象。
- 声明方式：Object obj = new Object();
- 软引用（Soft Reference）：
- 内存不足时，垃圾回收器会回收软引用指向的对象。
- 适用于缓存场景，用于内存敏感的高速缓存。
- 声明方式：SoftReference softRef = new SoftReference<>(new Object());
- 弱引用（Weak Reference）：
- 只要垃圾回收器发现了弱引用对象，就会回收该对象，不管当前内存是否充足。
- 适用于实现缓存、监听器等，其中对象不再使用时可以被自动回收。
- 声明方式：WeakReference weakRef = new WeakReference<>(new Object());
- 虚引用（Phantom Reference）：
- 虚引用对象在垃圾回收时会被放入引用队列（ReferenceQueue）中，但不会阻止对象的回收。
- 用于跟踪对象被垃圾回收的活动，进行资源释放等操作。
- 必须与ReferenceQueue一起使用。
- 声明方式：PhantomReference phantomRef = new PhantomReference<>(new Object(), new ReferenceQueue<>());
- 引用队列（ReferenceQueue）：
- 用于跟踪垃圾回收活动，当引用的对象被回收时，相应的引用会被放入队列中。
- 使用场景：
- 强引用：普通对象的引用。
- 软引用：内存敏感的高速缓存。
- 弱引用：缓存、监听器等，对象不再使用时可以被自动回收。
- 虚引用：对象销毁前的操作，如资源释放。
- 回收机制：
- 强引用：不会被回收。
- 软引用：内存不足时被回收。
- 弱引用：一旦发现即被回收。
- 虚引用：在对象被回收前被放入引用队列。
- 注意：
- 引用类型指的是对象的引用，而不是Reference类的子类（如SoftReference）的引用。
泛型常用特点
- 泛型定义：
- 泛型是Java SE 1.5引入的特性。
- 允许代码与特定的数据类型无关，从而提高代码的重用性。
- 泛型概念：
- 泛型提供了一种方式，使得类、接口和方法可以在不知道具体类型的情况下编写。
- 可以在代码执行时指定具体的类型。
- 泛型使用示例：
- 例如，ArrayList是一个泛型类，可以存储任何类型的元素。
- 通过指定类型参数，如List，可以约束集合中元素的类型。
- 使用泛型的好处：
- 类型安全：编译时检查类型，减少运行时错误。
- 代码重用：一个类可以处理多种数据类型。
- 减少类型转换：避免了不必要的类型转换，提高代码的可读性和简洁性。
- 提高性能：避免了类型擦除带来的性能开销。
- 类型擦除：
- Java泛型在编译时会被擦除，即泛型信息不会保留在字节码中。
- 这意味着运行时泛型不会增加额外的存储开销。
- 泛型与集合：
- 使用泛型可以定义一个集合来存放不同类型的数据，同时保持类型安全。
- 例如，可以定义一个List来存储整数，而不需要将所有元素都存储为Object类型。
- 泛型约束：
- 可以通过泛型约束（如extends和super关键字）来限制泛型类型。
- 例如，List<? extends Number>可以存储任何Number子类型的元素。
- 泛型通配符：
- 通配符（如?）允许在泛型中使用未知的类型。
- 提供了灵活性，允许在不知道具体类型的情况下操作泛型集合。