什么是Java集合框架？它包含哪些主要的接口和类？

Java集合框架是一套提供优良性能和易用性的接口和类的集合，位于java.util包中。它主要由两个根接口Collection和Map派生出来。其中，Collection是最基本的接口，而Set、List、Queue等接口都是继承自Collection接口。另外，Map接口也是非常重要的一部分。

Collection是Java集合类的基础，它下面有三个主要的子接口：List、Set、Queue。

  • List接口代表了一种有序且可重复的集合，元素可以通过索引进行访问。常见的实现类有ArrayList和LinkedList。
  • Set接口代表了一种无序且不可重复的集合，每个元素都是唯一的。常见的实现类有HashSet和TreeSet。
  • Queue接口代表了一种队列数据结构，遵循先进先出（FIFO）的原则。常见的实现类有LinkedList和PriorityQueue。

另一方面，Map接口主要用于存储键值对，提供了一种快速查找元素的方式。常见的实现类有HashMap、TreeMap和LinkedHashMap。

List、Set和Map有什么区别？它们的使用场景是什么？

List、Set和Map都是Java集合框架的重要部分，它们之间存在着一些主要的区别。

  1. List是一个有序的集合，可以包含重复的元素。也就是说，列表中的元素允许重复出现，且元素的顺序是重要的。常见的实现类有ArrayList等。

  2. Set是一个无序的集合，不允许存在重复的元素。这意味着集合中的每一个元素都是唯一的，不会有重复。其实现类主要有HashSet和TreeSet等。

  3. Map是一种存储键值对的数据结构，它也是无序的，但是键值对之间没有重复。也就是说，Map中的每一个键都只能对应一个值。常见的实现类有HashMap和TreeMap等。

它们的使用场景各有不同：

  • List适用于需要按照插入顺序来保存数据的场景，例如保存用户评论或者博客文章。
  • Set主要用于需要确保元素唯一性的场景，例如保存唯一的用户ID或者处理数学问题时使用。
  • Map主要用于需要将键映射到值的场景，例如保存学生的成绩或者翻译文本等。

什么是迭代器？如何使用迭代器遍历集合？

Java迭代器，是Java集合框架中的一种机制，主要用于遍历集合，如列表、集合和映射等。它为我们提供了一种统一的方式来访问集合中的元素，而无需关心底层集合的具体实现细节。

迭代器的获取途径主要是通过调用集合的iterator()方法，所以说迭代器是依赖于集合存在的。例如，对于List集合，可以通过调用list.listIterator()方法来获取其对应的列表迭代器对象。

在具体使用迭代器进行遍历时，通常需要先通过iterator()方法获取迭代器对象，然后通过next()方法获取集合中的下一个元素，当没有更多元素时，next()方法将返回null。以下面的代码为例：

List<String> list = new ArrayList<String>();list.add("hello");list.add("world");list.add("java");Iterator<String> it = list.iterator();while (it.hasNext()) {String element = it.next();System.out.println(element);}

在上述代码中，我们首先创建了一个包含三个元素的List集合，然后通过调用其iterator()方法获取了该集合的迭代器对象。随后，我们使用while循环和next()方法遍历并打印出了集合中的每一个元素。

什么是泛型？泛型在集合框架中有哪些应用？

泛型，或称参数化类型，是Java编程语言中的一种重要特性。它允许开发者在类、接口和方法的创建中定义类型参数，从而实现代码的重用和类型安全。

泛型在Java集合框架中有广泛的应用，主要体现在以下几个方面：

  1. 类型安全：泛型最主要的应用就是提供编译时类型安全检测机制，使得集合只能存储特定类型的对象，从而避免了在运行时出现的类型转换异常。

  2. 提高代码可读性：通过使用泛型，我们可以清楚地看到集合中存储的元素类型，这大大提高了代码的可读性和易理解性。

  3. 代码重用：泛型的另一个重要作用是实现代码的重用。由于我们可以通过改变泛型参数来创建不同类型的集合，因此无需为每种类型都编写一套独立的代码。

例如，我们可以使用泛型来创建一个可以接受任何类型的列表，如下所示：

List<String> list = new ArrayList<String>();list.add("hello");list.add("world");list.add("java");

在这个例子中，我们创建了一个只能存储String类型元素的列表。如果我们试图向这个列表中添加非String类型的元素，编译器将会报错，从而避免了可能的类型转换错误。

什么是Java中的IO流？有哪些常见的IO流？

Java中的IO流是用于处理输入和输出数据的抽象表示方式，通过这种机制，我们可以方便地读取或写入硬盘文件等存储设备中的数据。根据数据处理方向的不同，IO流可以被分为输入流和输出流。从程序的角度出发，输入流负责将数据从外部源（如文件、键盘、网络连接等）流向程序，而输出流则是将数据从程序流向外部目标（同样包括文件、显示器、打印机等）。

另外，根据处理单位的不同，IO流又可以被划分为字节流和字符流。字节流是一次读入或读出8位二进制的数据，因此通常用于处理二进制文件或者需要高效处理大量数据的情况；字符流则以16位二进制为单位进行数据的读写操作，这使得字符流特别适合处理文本数据。

Java中常见的IO流有：字节流的抽象父类InputStream和OutputStream，以及他们的一系列子类，例如文件字节输出流FileOutputStream和文件字节输入流FileInputStream；还有字节过滤流BufferedOutputStream/BufferedInputStream和打印流PrintStream等等。这些不同类型的IO流为我们提供了丰富且灵活的选择，以满足在各种不同场景下的数据处理需求。