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JAVA面试之基础

2018-10-23  本文已影响22人  默云客

▷ java基本类型、所占字节和范围：

1.整型

类型 字节 范围 描述
byte 1字节 -2^7 ~ 2^7-1 8位、有符号的，以二进制补码表示的整数
short 2个字节 -2^15 ~ 2^15 - 1 16 位、有符号的以二进制补码表示的整数
int 4个字节 -2^31 ~ 2^31 - 1 32位、有符号的以二进制补码表示的整数
long 8个字节 -2^63 ~ 2^63 -1 64 位、有符号的以二进制补码表示的整数

2.浮点型

类型 字节 范围 描述
float 4个字节 -2^128 ~ +2^128(-3.40E+38 ~ +3.40E+38) 单精度、32位、符合IEEE 754标准的浮点数
double 8个字节 -2^1024 ~ +2^1024(-1.79E+308 ~ +1.79E+308) 双精度、64 位、符合IEEE 754标准的浮点数

3.逻辑性

类型 字节 范围 描述
boolean 1/8 个字节 true/false 一位的信息,用掩码取字节最后一位来表示

4.字符型

类型 字节 范围 描述
char 2个字节 0 ~ 65,535(\u0000 ~ \uffff) 单一的 16 位 Unicode 字符，一个字符能存储下一个中文汉字

▷ Set、List、Map的区别和联系

一. 结构特点：
  1. List和Set是存储单列数据的集合，Map是存储键值对这样的双列数据的集合；
  2. List中存储的数据是有顺序的，并且值允许重复；Map中存储的数据是无序的，它的键是不允许重复的，但是值是允许重复的；Set中存储的数据是无顺序的，并且不允许重复，但元素在集合中的位置是由元素的hashcode决定，即位置是固定的（Set集合是根据hashcode来进行数据存储的，所以位置是固定的，但是这个位置不是用户可以控制的，所以对于用户来说set中的元素还是无序的）。
二. 实现类：
  1. List接口有三个实现类
    1.1、LinkedList
    基于链表实现，链表内存是散列的，增删快，查找慢；
    1.2、ArrayList
    基于数组实现，非线程安全，效率高，增删慢，查找快；
    1.3、Vector
    基于数组实现，线程安全，效率低，增删慢，查找慢；
  2. Map接口有四个实现类
    2.1、HashMap
    基于 hash 表的 Map 接口实现，非线程安全，高效，支持 null 值和 null 键；
    2.2、HashTable
    线程安全，低效，不支持 null 值和 null 键；
    2.3、LinkedHashMap
    是 HashMap 的一个子类，保存了记录的插入顺序；
    2.4、SortMap接口
    TreeMap，能够把它保存的记录根据键排序，默认是键值的升序排序
  3. Set接口有三个实现类
    3.1、HashSet
    底层是由 Hash Map 实现，不允许集合中有重复的值，使用该方式时需要重写 equals()和 hash Code()方法；
    3.2、LinkedHashSet
    继承于 HashSet，同时又基于 LinkedHashMap 来进行实现，底层使用的是 LinkedHashMap
    3.3、TreeSet
    基于 TreeMap实现。使用元素的[自然顺序]对元素进行排序，或者根据创建 set 时提供的Comparator进行排序
三. 区别：
  1. List 集合中对象按照索引位置排序，可以有重复对象，允许按照对象在集合中的索引位置检索对象，例如通过list.get(i)方法来获取集合中的元素；
  2. Map 中的每一个元素包含一个键和一个值，成对出现，键对象不可以重复，值对象可以重复；
  3. Set 集合中的对象不按照特定的方式排序，并且没有重复对象，但它的实现类能对集合中的对象按照特定的方式排序，例如 Tree Set 类，可以按照默认顺序，也可以通过实现 Java.util.Comparator< Type >接口来自定义排序方式。
四. 补充：HashMap和HashTable

HashMap 是线程不安全的,HashMap 是一个接口,是 Map的一个子接口,是将键映射到值得对象,不允许键值重复,允许空键和空值;由于非线程安全, HashMap的效率要较 HashTable 的效率高一些.
HashTable 是线程安全的一个集合,不允许 null 值作为一个 key 值或者 Value 值;
HashTable 是 sychronize(同步化),多个线程访问时不需要自己为它的方法实现同步,而 HashMap 在被多个线程访问的时候需要自己为它的方法实现同步;

▷ HashMap原理

一. Hash表：

不考虑哈希冲突的情况下，仅需一次定位即可完成，时间复杂度为O(1)，查找、新增、删除效率十分高。
数据结构的物理存储结构只有两种：顺序存储结构和链式存储结构；在数组中根据下标查找某个元素，一次定位就可以达到，哈希表利用了这种特性，哈希表的主干就是数组，所以查询时，通过一个hash函数计算出存储下标，可以直接定位到要找的值，所以速度快；
如果两个不同的元素，通过哈希函数得出的实际存储地址相同怎么办？也就是说，当我们对某个元素进行哈希运算，得到一个存储地址，然后要进行插入的时候，发现已经被其他元素占用了，其实这就是所谓的哈希冲突(哈希碰撞)。
哈希冲突如何解决呢？哈希冲突的解决方案有多种:开放定址法（发生冲突，继续寻找下一块未被占用的存储地址），再散列函数法，链地址法，而HashMap即是采用了链地址法，也就是数组+链表的方式.

二. HashMap实现原理
三. 重写equals方法需要重写hashCode算法

如果我们已经对HashMap的原理有了一定了解，这个结果就不难理解了。尽管我们在进行get和put操作的时候，使用的key从逻辑上讲是等值的（通过equals比较是相等的），但由于没有重写hashCode方法，所以put操作时，key(hashcode1)-->hash-->indexFor-->最终索引位置 ，而通过key取出value的时候 key(hashcode1)-->hash-->indexFor-->最终索引位置，由于hashcode1不等于hashcode2，导致没有定位到一个数组位置而返回逻辑上错误的值null（也有可能碰巧定位到一个数组位置，但是也会判断其entry的hash值是否相等，上面get方法中有提到。）
所以，在重写equals的方法的时候，必须注意重写hashCode方法，同时还要保证通过equals判断相等的两个对象，调用hashCode方法要返回同样的整数值。而如果equals判断不相等的两个对象，其hashCode可以相同（只不过会发生哈希冲突，应尽量避免）。

四. java8改进hashMap

▷ 为什么集合类不实现Cloneable和Serializable接口

克隆（cloning）或者序列化（serialization）的语义和含义是跟具体的实现相关的。因此应该由集合类的具体实现类来决定如何被克隆或者序列化

▷ Concurrenthashmap的实现（1.7和1.8）

前言

HashMap在put的时候，插入的元素超过了容量（由负载因子决定）的范围就会触发扩容操作，就是rehash，这个会重新将原数组的内容重新hash到新的扩容数组中，在HashMap扩容时，会改变链表中的元素的顺序。在多线程的环境下，存在同时其他的元素也在进行put操作，如果hash值相同，可能出现同时在同一数组下用链表表示，将元素从链表头部插入造成闭环，导致在get时会出现死循环，所以HashMap是线程不安全的。

1.7实现

ConcurrentHashMap的数据结构是由一个Segment数组和多个HashEntry组成，如下图所示：


结构图

Segment数组的意义就是将一个大的table分割成多个小的table来进行加锁，也就是上面的提到的锁分离技术，而每一个Segment元素存储的是HashEntry数组+链表，这个和HashMap的数据存储结构一样。

1.8实现

摒弃了Segment的概念，而是直接用Node数组+链表+红黑树的数据结构来实现，并发控制使用Synchronized和CAS来操作，整个看起来就像是优化过且线程安全的HashMap

1.7和1.8的区别

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