1. Collections 与Collection的区别
- java.util.Collection 是一个集合接口（集合类的一个顶级接口）。它提供了对集合对象进行基本操作的通用接口方法。Collection接口在Java 类库中有很多具体的实现。Collection接口的意义是为各种具体的集合提供了最大化的统一操作方式，其直接继承接口有List与Set。
- Collections则是集合类的一个工具类/帮助类，其中提供了一系列静态方法，用于对集合中元素进行排序、搜索以及线程安全等各种操作。
2. List、Set、Map 之间的区别
3. HashMap 的实现原理
HashMap的主干是一个Entry数组。Entry是HashMap的基本组成单元，每一个Entry包含一个key-value键值对。
HashMap由数组+链表+红黑树组成的。
a：数组的初始容量为16，而容量是以2的次方扩充的，一是为了提高性能使用足够大的数组，二是为了能使用位运算代替取模预算(据说提升了5~8倍)。
b：数组是否需要扩充是通过负载因子判断的，如果当前元素个数为数组容量的0.75时，就会扩充数组。这个0.75就是默认的负载因子，可由构造传入。我们也可以设置大于1的负载因子，这样数组就不会扩充，牺牲性能，节省内存。
c：为了解决碰撞，数组中的元素是单向链表类型。当链表长度到达一个阈值时（7或8），会将链表转换成红黑树提高性能。而当链表长度缩小到另一个阈值时（6），又会将红黑树转换回单向链表提高性能，这里是一个平衡点。
4. HashSet 的实现原理
①是基于HashMap实现的，默认构造函数是构建一个初始容量为16，负载因子为0.75 的HashMap。封装了一个 HashMap 对象来存储所有的集合元素，所有放入 HashSet 中的集合元素实际上由 HashMap 的 key 来保存，而 HashMap 的 value 则存储了一个 PRESENT，它是一个静态的 Object 对象。
②当我们试图把某个类的对象当成 HashMap的 key，或试图将这个类的对象放入 HashSet 中保存时，重写该类的equals(Object obj)方法和hashCode() 方法很重要，而且这两个方法的返回值必须保持一致：当该类的两个的 hashCode() 返回值相同时，它们通过 equals() 方法比较也应该返回 true。通常来说，所有参与计算 hashCode() 返回值的关键属性，都应该用于作为 equals() 比较的标准。
③HashSet的其他操作都是基于HashMap的。
HashSet的add方法调用HashMap的put()方法实现，如果键已经存在，HashMap.put()放回的是旧值，添加失败，如果添加成功map.put()方法返回的是null ,HashSet.add()方法返回true,要添加的元素作为可map中的key 。
总结： HashSet的底层通过HashMap实现的，而HashMap在1.7之前使用的是数组+链表实现，在1.8+使用的数组+链表+红黑树实现。其实也可以这样理解，HashSet的底层实现和HashMap使用的是相同的方式，因为Map是无序的，因此HashSet也无法保证顺序。HashSet的方法也是借助HashMap的方法来实现的。
5. HashMap 和 Hashtable 的区别
（1）继承父类不同：HashMap是继承自AbstractMap类，而HashTable是继承自Dictionary类。不过它们都实现了同时实现了map、Cloneable（可复制）、Serializable（可序列化）这三个接口。
（2）对外提供的接口不同：Hashtable比HashMap多提供了elments() 和contains() 两个方法。elments() 方法继承自Hashtable的父类Dictionnary。elements() 方法用于返回此Hashtable中的value的枚举。contains() 方法判断该Hashtable是否包含传入的value。它的作用与containsValue()一致。事实上，contansValue() 就只是调用了一下contains() 方法。
（3）对Null key 和Null value的支持不同：
a：Hashtable既不支持Null key也不支持Null value。当key为Null时，调用put() 方法，会抛出空指针异常；当value为null值时，Hashtable对其做了限制，也会抛出空指针异常。
b：HashMap中，null可以作为键，这样的键只有一个；可以有一个或多个键所对应的值为null。当get()方法返回null值时，可能是 HashMap中没有该键，也可能使该键所对应的值为null。因此，在HashMap中不能由get()方法来判断HashMap中是否存在某个键， 而应该用containsKey()方法来判断。
（4）线程安全性不同：
a：Hashtable是线程安全的，它的每个方法中都加入了Synchronize方法。在多线程并发的环境下，可以直接使用Hashtable，不需要自己为它的方法实现同步；
b：HashMap不是线程安全的，在多线程并发的环境下，可能会产生死锁等问题。使用HashMap时就必须要自己增加同步处理，它的效率会比Hashtable要好很多。当需要多线程操作的时候可以使用线程安全的ConcurrentHashMap。ConcurrentHashMap虽然也是线程安全的，但是它的效率比Hashtable要高好多倍。因为ConcurrentHashMap使用了分段锁，并不对整个数据进行锁定。
（5） 遍历方式的内部实现上不同：
a：Hashtable、HashMap都使用了 Iterator。而由于历史原因，Hashtable还使用了Enumeration的方式 。一旦在迭代的过程中状态发生了改变，则会快速抛出一个异常，终止迭代行为。
b：HashMap的Iterator是fail-fast迭代器。当有其它线程改变了HashMap的结构（增加，删除，修改元素），将会抛出ConcurrentModificationException。不过，通过Iterator的remove()方法移除元素则不会抛出ConcurrentModificationException异常。但这并不是一个一定发生的行为，要看JVM。
（6）初始容量大小和每次扩充容量大小的不同：Hashtable默认的初始大小为11，之后每次扩充，容量变为原来的2n+1。HashMap默认的初始化大小为16。之后每次扩充，容量变为原来的2倍。
（7）计算hash值的方法不同：
a：Hashtable直接使用对象的hashCode。hashCode是JDK根据对象的地址或者字符串或者数字算出来的int类型的数值。然后再使用除留余数发来获得最终的位置。Hashtable在计算元素的位置时需要进行一次除法运算，而除法运算是比较耗时的。
b：HashMap为了提高计算效率，将哈希表的大小固定为了2的幂，这样在取模预算时，不需要做除法，只需要做位运算。位运算比除法的效率要高很多。但是会产生hash冲突，HashMap重新根据hashcode计算hash值后，又对hash值做了一些运算来打散数据，使得取得的位置更加分散，从而减少了hash冲突。
6. ArrayList、LinkedList、Vector的区别和实现原理
（1）存储结构：ArrayList和Vector是按照顺序将元素存储（从下表为0开始），删除元素时，删除操作完成后，需要使部分元素移位，默认的初始容量都是10；ArrayList和Vector是基于数组实现的，LinkedList是基于双向链表实现的（含有头结点）。
（2）线程安全性
ArrayList是线程不安全的，在单线程的环境中，LinkedList也是线程不安全的，如果在并发环境下使用它们，可以用Collections类中的静态方法synchronizedList(）对ArrayList和LinkedList进行调用即可。
Vector实现线程安全的，即它大部分的方法都包含关键字synchronized，但是Vector的效率没有ArraykList和LinkedList高。
（3）扩容机制
从内部实现机制来讲，ArrayList和Vector都是使用Object的数组形式来存储的，当向这两种类型中增加元素的时候，若容量不够，需要进行扩容。ArrayList扩容后的容量是之前的1.5倍，然后把之前的数据拷贝到新建的数组中去。而Vector默认情况下扩容后的容量是之前的2倍。
Vector可以设置容量增量，而ArrayList不可以。在Vector中，有capacityIncrement：当大于其容量时，容量自动增加。如果在创建Vector时，指定了capacityIncrement的大小，则Vector中动态数组容量需要增加时，如果容量的增量大于0，则增加的是大小是capacityIncrement，如果增量小于0，则增大为之前的2倍。
（4）增删改查的效率
ArrayList和Vector中，从指定的位置检索一个对象，或在集合的末尾插入、删除一个元素的时间是一样的，时间复杂度都是O（1）。但是如果在其他位置增加或者删除元素花费的时间是O（n）,LinkedList中，在插入、删除任何位置的元素所花费的时间都是一样的，时间复杂度都为O（1），但是他在查询一个元素的时间复杂度为O（n）。
7. Iterator迭代器
迭代器是一种设计模式，它是一个对象，它可以遍历并选择序列中的对象。
(1) 使用方法iterator()要求容器返回一个Iterator。第一次调用Iterator的next()方法时，它返回序列的第一个元素。注意：iterator()方法是java.lang.Iterable接口,被Collection继承。
(2) 使用next()获得序列中的下一个元素。
(3) 使用hasNext()检查序列中是否还有元素。
(4) 使用remove()将迭代器新返回的元素删除。
terator 和 ListIterator 的区别：
Iterator可用来遍历Set和List集合，但是ListIterator只能用来遍历List。
Iterator对集合只能是前向遍历，ListIterator既可以前向也可以后向。
ListIterator实现了Iterator接口，并包含其他的功能，比如：增加元素，替换元素，获取前一个和后一个元素的索引，等等。
8. Collections 工具类和 Arrays 工具类常见方法
（1）Collections工具类的常用方法
Collections.reverse(arrayList);
排序：
void reverse(List list)//反转
void shuffle(List list)//随机排序
void sort(List list)//按自然排序的升序排序
void sort(List list, Comparator c)//定制排序，由Comparator控制排序逻辑
void swap(List list, int i , int j)//交换两个索引位置的元素
void rotate(List list, int distance)//旋转。当distance为正数时，将list后distance个元素整体移到前面。当distance为负数时，将 list的前distance个元素整体移到后面。
查找和替换：
int binarySearch(List list, Object key)//对List进行二分查找，返回索引，注意List必须是有序的
int max(Collection coll)//根据元素的自然顺序，返回最大的元素。 类比int min(Collection coll)
int max(Collection coll, Comparator c)//根据定制排序，返回最大元素，排序规则由Comparatator类控制。类比int min(Collection coll, Comparator c)
void fill(List list, Object obj)//用指定的元素代替指定list中的所有元素。
int frequency(Collection c, Object o)//统计元素出现次数
int indexOfSubList(List list, List target)//统计target在list中第一次出现的索引，找不到则返回-1，类比int lastIndexOfSubList(List source, list target).
boolean replaceAll(List list, Object oldVal, Object newVal), 用新元素替换旧元素
（2）Arrays类的常见操作
Arrays.sort(a);
排序 : sort()
Arrays.sort(a);
Arrays.sort(b, 2, 6);
Arrays.parallelSort(c);
Arrays.parallelSort(d);
查找 : binarySearch()
// 排序后再进行二分查找，否则找不到
Arrays.sort(e);
Arrays.binarySearch(e, 'c');
比较: equals()
Arrays.equals(e, f);//比较两个数组
填充 : fill()
// 数组中所有元素重新分配值
Arrays.fill(g, 3);
// 数组中指定范围元素重新分配值
Arrays.fill(h, 0, 2, 9);
转列表: asList()
Arrays.asList("Larry", "Moe", "Curly");
转字符串 : toString()
//返回指定数组的内容的字符串表示形式。
Arrays.toString(k);
复制: copyOf()
//copyOf 方法实现数组复制,h为数组，6为复制的长度
Arrays.copyOf(h, 6);
// copyOfRange将指定数组的指定范围复制到新数组中
Arrays.copyOfRange(h, 6, 11);