Java集合精选常见面试题( 八 )

Deque 还提供有 push()pop() 等其他方法,可用于模拟栈 。
ArrayDeque 与 LinkedList 的区别ArrayDequeLinkedList 都实现了 Deque 接口,两者都具有队列的功能,但两者有什么区别呢?

  • ArrayDeque 是基于可变长的数组和双指针来实现,而 LinkedList 则通过链表来实现 。
  • ArrayDeque 不支持存储 NULL 数据,但 LinkedList 支持 。
  • ArrayDeque 是在 JDK1.6 才被引入的,而LinkedList 早在 JDK1.2 时就已经存在 。
  • ArrayDeque 插入时可能存在扩容过程,不过均摊后的插入操作依然为 O(1) 。虽然 LinkedList 不需要扩容,但是每次插入数据时均需要申请新的堆空间,均摊性能相比更慢 。
从性能的角度上,选用 ArrayDeque 来实现队列要比 LinkedList 更好 。此外,ArrayDeque 也可以用于实现栈
说一说 PriorityQueuePriorityQueue 是在 JDK1.5 中被引入的,其与 Queue 的区别在于元素出队顺序是与优先级相关的,即总是优先级最高的元素先出队 。
这里列举其相关的一些要点:
  • PriorityQueue 利用了二叉堆的数据结构来实现的,底层使用可变长的数组来存储数据
  • PriorityQueue 通过堆元素的上浮和下沉,实现了在 O(logn) 的时间复杂度内插入元素和删除堆顶元素 。
  • PriorityQueue 是非线程安全的,且不支持存储 NULLnon-comparable 的对象 。
  • PriorityQueue 默认是小顶堆,但可以接收一个 Comparator 作为构造参数,从而来自定义元素优先级的先后 。
PriorityQueue 在面试中可能更多的会出现在手撕算法的时候,典型例题包括堆排序、求第K大的数、带权图的遍历等,所以需要会熟练使用才行
Map 接口(重要)要求
  • 掌握 HashMap 的基本数据结构
  • 掌握树化、退化时机
  • 理解索引计算方法、二次 hash 的意义、容量对索引计算的影响
  • 掌握 put 流程、扩容、扩容因子
  • 理解并发使用 HashMap 可能导致的问题
  • 理解 key 的设计
HashMapHashMap 的基本数据结构
  • 1.7: 数组 + 链表
  • 1.8: 数组 + (链表 | 红黑树)
树化与退化
树化规则:当链表长度超过树化阈值 8 时,先尝试扩容来减少链表长度,如果此时数组容量大于 64 才会进行树化
树化的意义
  • 红黑树用来避免 DoS 攻击,防止链表超长时性能下降,树化应当是偶然情况,是保底策略
  • hash 表的查找、更新的时间复杂度是 O(1),而红黑树的查找、更新的时间复杂度是 O(log_2?n ),TreeNode 占用空间也比普通 Node 的大,如非必要,尽量还是使用链表
  • hash 值如果足够随机,则在 hash 表内按泊松分布,在负载因子 0.75 的情况下,长度超过 8 的链表出现概率是 0.00000006,树化阈值选择 8 就是为了让树化几率足够小
退化规则
  • 情况1:在扩容时会拆分树,当树元素个数小于6则会退化成链表
  • 情况2:删除树节点时,若 root、root.left、root.right、root.left.left 有一个为 null ,也会退化为链表
索引计算索引计算方法
  • 首先,计算对象的 hashCode()
  • 再调用 HashMap 的 hash() 方法进行二次哈希:二次 hash() 是为了让哈希分布更为均匀
  • 最后 & (capacity – 1) 得到索引
数组容量为何是 2 的 n 次幂
  1. 计算索引时效率更高:如果是 2 的 n 次幂可以使用位与运算代替取模

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