面试 Java 基础八股文十问十答第十七期

作者：程序员小白条，个人博客

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1）迭代器 Iterator 是什么？

迭代器（Iterator）是一种用于遍历集合（Collection）的对象。它提供了一种统一的访问集合元素的方式，无论集合的内部结构如何，都可以通过迭代器进行遍历。迭代器通常具有指向当前元素的指针，并提供了一些方法来获取当前元素、移动到下一个元素等操作。

2）Iterator 怎么使用？有什么特点？

• 获取集合的迭代器对象，可以通过调用集合的 iterator() 方法来实现。
• 使用迭代器对象的 next() 方法来获取当前元素，并将迭代器移动到下一个元素。
• 使用迭代器对象的 hasNext() 方法来判断是否还有下一个元素。
• 使用迭代器对象的 remove() 方法来移除当前元素（某些集合可能不支持此操作）。

迭代器的特点包括：

• 提供了一种统一的遍历集合元素的方式，无论集合的内部结构如何，都可以通过迭代器进行遍历。
• 可以实现对集合的只读访问，不会修改集合的结构。
• 可以支持移除元素的操作，但并非所有集合都支持此操作。

3）如何边遍历边移除 Collection 中的元素？

• 获取集合的迭代器对象。
• 使用迭代器的 hasNext() 方法判断是否还有下一个元素。
• 如果有下一个元素，使用迭代器的 next() 方法获取当前元素。
• 在需要移除元素的时候，使用迭代器的 remove() 方法进行移除操作。
• 迭代器会将当前元素从集合中移除，并将迭代器的指针指向下一个元素。
• 重复以上步骤，直到遍历完集合中的所有元素。

需要注意的是，并非所有的集合都支持在遍历过程中移除元素。如果尝试在不支持移除操作的集合上调用迭代器的 remove() 方法，可能会抛出 UnsupportedOperationException 异常。在使用迭代器进行元素移除操作时，应该注意集合的支持情况，并避免在不支持移除操作的集合上进行移除操作。

4）Iterator 和 ListIterator 有什么区别？

• Iterator 是迭代器的基本接口，用于遍历集合中的元素。它只能向前遍历集合，并且只能获取当前元素和判断是否还有下一个元素。
• ListIterator 是 Iterator 的子接口，扩展了一些额外的功能。它除了可以向前遍历集合外，还可以向后遍历集合。此外，ListIterator 还可以修改集合中的元素，添加新的元素，并且提供了索引的操作，如获取当前元素的索引、获取下一个元素的索引等。

5）遍历一个 List 有哪些不同的方式？每种方法的实现原理是什 么？Java 中 List 遍历的最佳实践是什么？

• 使用 for 循环遍历：通过获取 List 的大小，使用索引来遍历每一个元素。
• 使用增强型 for 循环遍历：直接遍历 List 中的每一个元素，不需要使用索引。
• 使用迭代器遍历：通过获取 List 的迭代器对象，使用 hasNext() 和 next() 方法来遍历每一个元素。
• 使用 ListIterator 遍历：通过获取 List 的 ListIterator 对象，使用 hasNext()、next()、hasPrevious() 和 previous() 方法来遍历每一个元素。

每种遍历方法的实现原理如下：

• for 循环遍历和增强型 for 循环遍历是基于索引的方式，通过索引逐个访问 List 中的元素。
• 迭代器遍历是通过迭代器对象来遍历 List，迭代器内部维护了一个指向当前元素的指针，通过移动指针来遍历 List 中的元素。
• ListIterator 遍历是在迭代器的基础上添加了对索引的支持，可以向前和向后遍历 List，并且可以修改 List 中的元素。

Java 中 List 遍历的最佳实践是使用增强型 for 循环遍历，它简洁、易读，并且不需要手动处理索引或迭代器。如果需要在遍历过程中进行元素的增删操作，可以考虑使用 ListIterator。

6）说一下 ArrayList 的优缺点

• 随机访问快：ArrayList 内部使用数组实现，可以通过索引直接访问元素，所以随机访问的速度很快。
• 增删元素效率高：ArrayList 在末尾添加元素的效率很高，而且删除元素时只需要移动被删除元素之后的元素即可。
• 支持动态扩容：ArrayList 可以根据需要动态扩容，可以自动调整容量以适应元素的增加。

ArrayList 的缺点：

• 插入和删除元素效率低：当需要在 ArrayList 中间插入或删除元素时，需要移动被插入或删除元素之后的元素，效率较低。
• 频繁的插入和删除操作会导致性能下降：由于需要移动元素，频繁的插入和删除操作会导致性能下降。
• 占用内存空间大：ArrayList 内部使用数组实现，需要连续的内存空间，如果元素数量过多，可能会导致内存浪费。

综上所述，ArrayList 适用于需要频繁访问元素、随机访问较多的场景，但对于频繁的插入和删除操作，建议使用 LinkedList 来提高性能。

7）如何实现数组和 List 之间的转换？

• 将数组转换为 List：可以使用 Arrays.asList() 方法将数组转换为 List。该方法接收一个数组作为参数，并返回一个包含数组元素的固定大小的 List。
• 将 List 转换为数组：可以使用 List.toArray() 方法将 List 转换为数组。该方法返回一个包含 List 元素的数组。

8）ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么？

• 内部实现：ArrayList 内部使用数组实现，LinkedList 内部使用双向链表实现。
• 随机访问效率：ArrayList 支持通过索引进行快速随机访问，而 LinkedList 需要从头或尾开始遍历链表才能访问特定位置的元素。
• 插入和删除效率：ArrayList 在末尾添加和删除元素的效率较高，而在中间插入和删除元素的效率较低。LinkedList 在任意位置插入和删除元素的效率较高。
• 内存占用：ArrayList 需要连续的内存空间存储元素，而 LinkedList 不需要连续的内存空间，每个元素都包含指向前后元素的引用，占用的内存空间较大。

9）ArrayList 和 Vector 的区别是什么？

• 线程安全性：Vector 是线程安全的，内部的方法都使用了同步（synchronized）关键字来保证线程安全。而 ArrayList 不是线程安全的。
• 扩容机制：Vector 在扩容时会增加一倍的容量，而 ArrayList 则是增加一半的容量。
• 性能：由于 Vector 是线程安全的，需要进行同步操作，所以在性能上比 ArrayList 差一些。

10）插入数据时，ArrayList、LinkedList、Vector谁速度较快？阐述 ArrayList、Vector、LinkedList 的存储性能和特性？

在插入数据时，LinkedList 的插入速度相对较快。因为 LinkedList 内部使用双向链表实现，插入元素只需要修改相邻节点的引用即可，不需要像 ArrayList 一样移动其他元素。而 ArrayList 和 Vector 的插入速度较慢，因为需要移动插入位置之后的元素。

关于存储性能和特性：

• ArrayList 和 Vector 内部使用数组实现，支持随机访问，通过索引可以快速访问元素。但在插入和删除元素时，需要移动其他元素，效率较低。
• LinkedList 内部使用双向链表实现，插入和删除元素的效率较高，但访问元素需要从头或尾开始遍历链表，效率较低。
• ArrayList 和 Vector 的存储空间是连续的，需要连续的内存空间存储元素。而 LinkedList 的存储空间不需要连续的内存空间，每个元素包含指向前后元素的引用。
• Vector 是线程安全的，而 ArrayList 和 LinkedList 不是线程安全的。

综上所述，选择合适的集合类取决于具体的需求和使用场景。如果需要频繁进行随机访问或修改操作，可以选择 ArrayList。如果需要频繁进行插入和删除操作，可以选择 LinkedList。如果需要线程安全性，可以选择 Vector。

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