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面试相关知识总结

自我介绍

您好，我叫张宝琛， 19 岁。是郑州大学 2014 级软件工程专业的一名学生。

我的个人特点主要有三个 第一点，行动力很强，做事不拖沓。关于这一点我觉得举一个个人经历来说明更合适。就是在我高考完（14 年 6 月份）和长辈们聊天的时候提到了黄河。我长这么大还没有去看过黄河呢！所以当时就特别想去看一看。然后当天晚上就制定了路线，第二天一早，骑上自行车就出发了。 第二点，上进心强，抗压能力强。这个我觉得每个想要进阿里的同学上进心都很强，所以我觉的没有必要再多说什么了。 第三点，努力透过本质看问题。学习新东西的时候我会多问几个为什么，想要更多的了解更深一层次的东西。平时跟同学一块学习新技术的时候他们遇到问题一般都会来问我，通常情况下我看到问题稍微一分析就能看出问题出在哪里。其实说实话，我并不觉得我比别人聪明很多，我能看出问题根源在哪，就是因为我在学习技术的时候多问了几个为什么，理解的相对来说更加深入一点而已。 前两点我觉得是先天的，跟个人性格有关。而第三点是后天培养的，我正在努力。

目前的兴趣在操作系统和计算机网络，目前正在学习相关的概念、系统编程和网络编程。

未来 5 年的规划是走技术路线，专心做技术，目前没有打算转管理岗。

Java 基础篇

Java 集合框架

集合框架是用来呈现和操作集合的一个统一体系结构。主要包含三个部分：接口、实现和算法。

1. 接口：对集合操作的抽象数据类型，不依赖与底层数据结构的具体实现，通过接口可以多态调用不同实现类的方法。
2. 实现：是接口的具体的实现类，是可重用的数据结构
3. 算法：实现接口时通常会提供一些算法相关的功能，例如排序和查找。相同的函数不同数据结构通常会有不同的算法实现

接口

接口是 Java 集合框架的核心

1. Collection 是 Java 集合框架继承树的根节点，为集合提供最一般的操作。Java 集合框架为其实现了一些子接口，但并未为其提供具体的直接实现类
   • 遍历集合的方法
     1. JDK 8 以后，聚合操作 + Lambda 表达式。例子：

        myShapesCollection.stream()
        .filter(e -> e.getColor() == Color.RED)
        .forEach(e -> System.out.println(e.getName()));

     2. forEach 循环(语法糖，编译器会做翻译--翻译为迭代器或普通的 for 循环)

        for (Object o : collection)
            System.out.println(o);

     3. 迭代器

        static void filter(Collection<?> c) {
            for (Iterator<?> it = c.iterator(); it.hasNext(); )
                if (!cond(it.next()))
                    it.remove();
        }

     • 在遍历的过程中需要删除当前元素时使用迭代器
     • 需要对多个集合同事遍历时使用迭代器
   • 批量操作
   • Array 操作
     • toArray 方法讲集合框架转为旧的 API 即类似 Object[] 形式
   • 所有的 Collection 实现类都需要提供一个具有单一参数 Collection 的构造函数，用于将集合在不同数据结构之间的转换
2. Set 接口无法包含重复元素，是数学上抽象集合的 Java 实现。当两个集合实例中包含相同元素时就说这两个 Set 是等价的。
   1. 去重
   2. 批量操作与数学上的相关概念相同
      • containsAll 子集关系
      • addAll 并集
      • retainAll 交集
      • removeAll 差集
3. List 接口可以包含重复元素
   • 提供位置访问
   • 搜索
   • 迭代
   • 范围视图
4. Map 无法包含重复的 key，一个 key 对应一个 value

实现类

1. 根据实现类的用途可以将实现类分为以下几种：
   1. 通用实现。我们经常使用的的实现类，下面要介绍的主要属于该类
   2. 专用实现。为特殊目的而设计实现，为满足该目的通常包含一些非标准的特性和使用限制。
   3. 并发实现。为了支持高并发而实现， 在 java.util.concurrent 中可以找到这些实现类
   4. 包装器实现。通常为已有的实现类做一些封装，添加一些功能。例如可以在通用实现的基础上提供同步功能等。
   5. 便捷实现。轻量级的通用实现。通过静态工厂方法实现。
   6. 抽象实现。用于自定义实现类，但基本不用。
2. 通用目的的实现都允许 null 元素，keys， values。
3. 通用目的的实现都不是线程安全的。旧的集合 Vector、Hashtable 是同步的。去掉的原因是集合通常实在单线程、只读模式或实例对象本身能够提供同步，所以实现同步并不会带来益处，而且不必要的同步有时会引发死锁等问题。需要线程安全的话可以使用 Wrapper（讲任意的集合转为同步集合）
4. 通用目的的实现都有 fail-fast 迭代器（遍历时当检测到不合法的并发修改会迅速终止迭代过程）
5. 通用目的的实现都是 Serializable 的（可用于对象的持久化、网络传输等。可通过反序列化恢复对象）

1. Set

   1. HashSet
      1. 使用 哈希表作为底层的数据结构，是性能最优的实现类，但是无法保证遍历的顺序（遍历的顺序可能与插入的顺序不一致）
      2. 查找元素消耗常量时间
      3. 初始容量默认为 16
      4. 迭代器迭代的时间与容量成正比(因为哈希表数据结构的特点，有可能最后一个部位也有数据，迭代器需要从头遍历到尾)
      5. 底层实现为 HashMap，keys 为 Set 中元素集合, values 为由 HashSet 生成的一个 Object，即所有的 value 都是相同的。
   2. TreeSet
      1. 使用红黑树作为底层数据结构，根据元素的值进行排序。效率上大不如 HashSet。
      2. 查找元素消耗时间为 log（n）
      3. 底层为 TreeMap，keys 为 Set 中元素集合, values 为由 TreeMap 生成的一个 Object，即所有的 value 都是相同的。
   3. LinkedHashSet
      1. 为 HashSet 的子类
      2. 在 HashSet 的基础上增加了双向链表结构用于确定元素的插入顺序（遍历的顺序与插入顺序一致）。因为需要维护双向链表，所以效率上较 HashSet 稍差。
   4. EnumSet
      1. 底层为位向量，使用 long 类型保存，在其上的操作均为位操作。

2. List

   1. ArrayList
      1. 数组实现
      2. 使用不带参数的构造器默认初始化为一个空数组，当添加一个新元素时自动扩容为默认容量 10，
      3. 增长策略： int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
      4. subList 和 ArrayList 共用底层的数据结构，如果得到子集后对原 ArrayList 进行修改，则子集的遍历结果是不可知的。
   2. LinkedList
      1. 双向链表
      2. 内部类 Node 作为节点，item、prev、next

3. Map

   1. HashMap
      1. 哈希表实现
      2. 初始容量为 16.
   2. TreeMap
   3. LinkedHashMap

4. voliate 关键字(并发相关，后期补充)

   1. 保证共享变量直接写会主存
   2. 保证所有共享变量的修改对所有线程可见

5. JDK 1.8 的改进

参考

1. The Java™ Tutorials - Trail: Collections
2. 聊聊并发（一）——深入分析Volatile的实现原理
3. Java Volatile Keyword
4. What's New in JDK 8