学习-面试java基础-（集合）

String 为什么不可变？

1线程安全
2支持hash映射和缓存。因为String的hash值经常会使用到，比如作为 Map 的键，不可变的特性使得 hash 值也不会变，不需要重新计算。
3出于安全考虑。网络地址URL、文件路径path、密码通常情况下都是以String类型保存，
4.字符串常量池优化

String, StringBuffer 和 StringBuilder区别

1. 可变性String 不可变StringBuffer 和 StringBuilder 可变
2. 线程安全String 不可变，因此是线程安全的
StringBuilder 不是线程安全的效率最高
StringBuffer 是线程安全的，内部使用 synchronized 进行同步

Java 反射是指在运行时获取和使用类的内部信息的能力。反射可以用来获取类的名称、方法、属性、构造方法等信息，也可以用来调用类的方法、设置属性的值等。

Arraylist 和 Vector 的区别

*ArrayList在内存不够时扩容为原来的1.5倍，Vector是扩容为原来的2倍。
*Vector（淘汰1.2）属于线程安全级别的，但是大多数情况下不使用Vector，因为操作Vector效率比较低。
CopyOnWriteArrayList: 线程安全的 List，在读多写少的场合性能非常好，远远好于 Vector.

HashMap和HashTable的区别？

*HashMap和Hashtable都实现了Map接口。
*HashMap可以接受为null的key和value，key为null的键值对放在下标为0的头结点的链表中，而Hashtable则不行。
*HashMap是非线程安全的，HashTable是线程安全的。Jdk1.5提供了ConcurrentHashMap，它是HashTable的替代。
*Hashtable很多方法是同步方法，在单线程环境下它比HashMap要慢。
*哈希值的使用不同，HashTable直接使用对象的hashCode。而HashMap重新计算hash值。

LinkedHashMap是*HashMap的子类非线程安全

TreeMap是有序的key-value集合，通过红黑树实现。根据键的自然顺序进行排序或根据提供的Comparator进行排序

HashMap、 HashTable、 LinkedHashMap TreeMap区别
非线程安全 | 线程安全 | 非线程安全 | 非线程安全
无序 | 按照键的插入顺序 | 按照键的插入顺序 | 按照键的升序或降序
扩容：根据负载因子 | 固定的 | 根据负载因子 | 固定的 |
性能 | 高 | 低 | 高 | 低 |

Con cu rrentHashMap 高效线程安全替代HashMap、性能低一点点

扩容：
固定：简单粗暴浪费空间
负载因子：合理利用空间，加强并发动态适应 0.72

ConcurrentHashMap理解

ConcurrentHashMap是Java中的线程安全的哈希表实现，它是HashMap的线程安全版本。ConcurrentHashMap具有以下特点和原理：
1. 线程安全性：ConcurrentHashMap使用了锁分段技术，将整个哈希表分成多个段（Segment），每个段都有自己的锁。这样不同的线程可以同时访问不同的段，提高了并发性能。相比于使用全局锁的方式，ConcurrentHashMap能够支持更高的并发度。
2. 分段锁：ConcurrentHashMap中的每个段都是一个独立的哈希表，具有自己的锁。当一个线程对某个段进行操作时，只需获取该段的锁，而不会影响其他段的访问。这样可以减小锁的粒度，提高并发性能。
3. 原子操作：ConcurrentHashMap中的一些操作是原子的，比如putIfAbsent、remove、replace等。这些操作可以保证在多线程环境下的原子性，避免了竞态条件。
4. 读操作的无锁优化：ConcurrentHashMap在读操作上进行了优化，读操作不需要获取锁。这样可以实现读写分离，提高并发性能。
5. 扩容机制：ConcurrentHashMap在扩容时，只需对部分段进行扩容，而不是整个哈希表。这样可以减小扩容的开销和影响。
总的来说，ConcurrentHashMap通过分段锁和一些优化措施，实现了高效的线程安全哈希表。它适用于多线程环境下的高并发操作，能够提供较好的性能和可靠性。

集合学习

list单列集合，map双列集合

list系列集合:有序，可重复，又索引
set系列集合:无序，不重复，无索引

数据结构

*长什么样子
*怎么添加数据
*怎么删除数据

常见结构
1，栈：后进先出，先进后出
2，队列：先进先出，后进后出
3，数组：（查询快,增删慢）
*查询速度快，根据地址和索引，快速点位，（内存是连续的）
*增删慢：从新排序
4，链表（查询慢,增删快）
*链表中节点是一个独立的对象，在内存不连续，每个节点包含数据和下一个节点的地址-单向
*无论查询哪个数据都要从头开始
*添加和删除 - 只要断开链表重写前后地址就好
双向链表（每个节点包含数据和下一个节点的地址，前一个地址）-（可以两边查找，可以提高查找效率，例如查询第几个时，先判断从头还是尾，比较近）
5，树，节点（）
二叉树：最多两个节点，没有什么规则
二叉查找树：最多两个节点，左小右大，一样的不存（set的不重复）
内容包含：（父左右节点地址，和值）没有就null
1前序遍历：当前-左-右
2中序遍历：左-当前-右（从左到右，就是从小到大）
3后续遍历：左-右-当前
4层序遍历：一层层
弊端：不平衡，树太高查询慢

平衡二叉树：任意节点左右高度查不超过1
旋转机制：（左旋，右旋，触发：当添加节点后，不是一颗平衡二叉树就旋）
左旋：1从添加的节点，往父节点找不平衡的节点当作支点
左左和右右旋转一次就好（整体旋转）
左右和右左。要旋转两次（先局部旋转，在整体旋转）
6，红黑树
是一个自平衡二叉树，不是高度平衡，特右的红黑规则：
*根节点必须黑色
*连个红节点不能相连
*没有值的为nil
*每个节点的简单路径上黑节点相同
添加默认元素为红（效率比黑的高）
增删查改效率都很高

ArrayList集合底层原理

*底层是数组结构
1，利用空参是时候低层创建的数据长度默认为0
2，添加第一个元素的时候，底层新建一个长度为10的数组
size:(元素的个数，下次存入的位置)
3，存满的时候，会扩容原理的1.5倍（一个个添加的时候）
4，如果一次性添加多个元素，新建长度以实际为准

LinkedList集合底层原理

*底层是双向链表，查询慢。头尾操作极快

迭代器

*iterator生成一个迭代器对象，默认指向0索引
*hasNext 判断是否有元素
*next获取元素，移动指针
在使用迭代器的时候不要并发的添加或者删除元素否则异常

泛型

List<String>
*JDK5引用的
*统一数据类型
*把运行期问题提前到编译期
java是伪泛型，编译的时候底层还是存object,

泛型类public class Mycalss<E>{} 所有的方法都可以使用
泛型方法 public <E> void test(E e)
泛型接口：1给出实现类型，2延续泛型

泛型不支持继承性，但数据支持继承性
通配符可以指定类型的范围（指定某一类）

Java的集合框架中的泛型参数不能是基本类型，而只能是引用类型。这是由Java泛型的设计决策所决定的。 Java的泛型是在编译期进行类型检查的，编译器会对泛型进行类型擦除（Type Erasure），将泛型类型转换为其对应的原始类型。原始类型是指不带泛型参数的类型，如 List 、 Map 等。基本类型（如 int 、 char 、 boolean 等）是不具备对象特性的，无法作为泛型参数使用。因此，为了实现泛型的类型安全性和一致性，Java要求泛型参数必须是引用类型。

set系列集合

无序 ,不重复，无索引

HashSet ，无序
LinkedHashset，有序
TreeSet，可排序

哈希值：*根据hashcode计算出来的int整数
*没有重写就默认用地址值计算，所有一般情况会重写hashcode和equals方法

        HashSet底层原理（）
*创建一个默认16的数组名字叫table，默认扩展因子为0.75（条件）-扩2倍
*根据元素hash值和数组长度计算存入位置
*存入前判断是否为null，如果是null就直接存入
*如果不是，就调用equals方法比较属性值
                  1，一样：不存
2，不一样：jdk8以前:老元素挂在新元素下面，jdk8后新元素直接挂在老元素后面
（要和链表的每个元素equals方法比较，相同不存）

jdk18前：数组+链表
                        jdk18前：数组+链表+红黑树（链表和数组的长度达到阈值触发链表转红黑树）

LinkedHashSet底层原理（）
*是HashSet的子类
*多加了：在每个元素额外多了一个双向链表机制，记录存储顺序

TreeSet底层原理
*可排序（默认从小到大）
*底层是红黑树结构实现的排序，增删查改性能较好
                排序：
1，int ，double，默认从小到大
          2，字符按照ASCII码表的数字排序
3，多字符，依次按照每一个字母比较不看长度
4，对象：
4.1默认排序（自然排序）比较的java对象实现comparable，重写compareTo方法
4.2比较器排序（结果负数小,正数大，0不存）（可以lambad）（优先级高）
                                TreeSet<String> set = new TreeSet<>(new MyComparator());