C C++最全Java集合面试经典50问_java 面试高质量集合面试问题，2024年最新2024年C C++开发陷入饱和

最新推荐文章于 2025-03-05 19:31:48 发布

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分类专栏：程序员文章标签： c语言 c++ 学习

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这个点，主要考察HashMap和TreeMap的区别。
TreeMap实现SortMap接口，能够把它保存的记录根据键排序，默认是按key的升序排序，也可以指定排序的比较器。当用Iterator遍历TreeMap时，得到的记录是排过序的。

对于在 Map 中插入、删除、定位一个元素这类操作，选HashMap
要对一个 key 集合进行有序的遍历，选TreeMap

（18）如何实现数组和 List之间的转换？

List 转 Array
List 转Array，必须使用集合的 toArray(T[] array)，如下：

List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("jay");
list.add("tianluo");

// 使用泛型，无需显式类型转换
String[] array = list.toArray(new String[list.size()]);
System.out.println(array[0]);

如果直接使用 toArray 无参方法，返回值只能是 Object[] 类，强转其他类型可能有问题，demo如下：

List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("jay");
list.add("tianluo");

String[] array = (String[]) list.toArray();
System.out.println(array[0]);

运行结果：

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: [Ljava.lang.Object; cannot be cast to [Ljava.lang.String;
	at Test.main(Test.java:14)

Array 转List
使用Arrays.asList() 把数组转换成集合时，不能使用修改集合相关的方法，如下：

String[] str = new String[] { "jay", "tianluo" };
List list = Arrays.asList(str);
list.add("boy");

Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException
	at java.util.AbstractList.add(AbstractList.java:148)
	at java.util.AbstractList.add(AbstractList.java:108)
	at Test.main(Test.java:13)

因为 Arrays.asList不是返回java.util.ArrayList,而是一个内部类ArrayList。
在这里插入图片描述
可以这样使用弥补这个缺点：

//方式一：
ArrayList< String> arrayList = new ArrayList<String>(strArray.length);
Collections.addAll(arrayList, strArray);
//方式二：
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(Arrays.asList(strArray)) ;

（19）迭代器 Iterator 是什么？怎么用，有什么特点？

public interface Collection<E> extends Iterable<E> {

Iterator<E> iterator();

方法如下：

next() 方法获得集合中的下一个元素
hasNext() 检查集合中是否还有元素
remove() 方法将迭代器新返回的元素删除
forEachRemaining(Consumer<? super E> action) 方法，遍历所有元素

Iterator 主要是用来遍历集合用的，它的特点是更加安全，因为它可以确保，在当前遍历的集合元素被更改的时候，就会抛出 ConcurrentModificationException 异常。
使用demo如下：

List<String> list = new ArrayList<>();
Iterator<String> it = list. iterator();
while(it. hasNext()){
  String obj = it. next();
  System. out. println(obj);
}

（20）Iterator 和 ListIterator 有什么区别？

在这里插入图片描述

ListIterator 比 Iterator有更多的方法。
ListIterator只能用于遍历List及其子类，Iterator可用来遍历所有集合，
ListIterator遍历可以是逆向的，因为有previous()和hasPrevious()方法，而Iterator不可以。
ListIterator有add()方法，可以向List添加对象，而Iterator却不能。
ListIterator可以定位当前的索引位置，因为有nextIndex()和previousIndex()方法，而Iterator不可以。
ListIterator可以实现对象的修改，set()方法可以实现。Iierator仅能遍历，不能修改。

（21）怎么确保一个集合不能被修改？

unmodifiableMap
unmodifiableList
unmodifiableSet

再看一下demo吧

public class Test {

    private static  Map<Integer, String> map = new HashMap<Integer, String>();
    {
        map.put(1, "jay");
        map.put(2, "tianluo");

    }

    public static void main(String[] args) {
        map = Collections.unmodifiableMap(map);
        map.put(1, "boy");
        System.out.println(map.get(1));
    }
}

运行结果：

// 可以发现，unmodifiableMap确保集合不能修改啦，抛异常了
Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException
	at java.util.Collections$UnmodifiableMap.put(Collections.java:1457)
	at Test.main(Test.java:14)

（22）快速失败(fail-fast)和安全失败(fail-safe)的区别是什么？

快速失败
在用迭代器遍历一个集合对象时，如果遍历过程中对集合对象的内容进行了修改（增加、删除、修改），则会抛出Concurrent Modification Exception。

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(1);
        list.add(2);

        Iterator iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
            list.add(3);
            System.out.println(list.size());
        }

    }
}

运行结果：

1
Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
3
	at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:909)
	at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:859)
	at Test.main(Test.java:12)

安全失败
采用安全失败机制的集合容器，在遍历时不是直接在集合内容上访问的，而是先复制原有集合内容，在拷贝的集合上进行遍历。

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
        list.add(1);
        list.add(2);

        Iterator iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
            list.add(3);
            System.out.println("list size:"+list.size());
        }

    }
}

运行结果：

1
list size:3
2
list size:4

其实，在java.util.concurrent 并发包的集合，如 ConcurrentHashMap, CopyOnWriteArrayList等，默认为都是安全失败的。

（23）什么是Java优先级队列(Priority Queue)？

优先队列PriorityQueue是Queue接口的实现，可以对其中元素进行排序

优先队列中元素默认排列顺序是升序排列
但对于自己定义的类来说，需要自己定义比较器

public class PriorityQueue<E> extends AbstractQueue<E>
    implements java.io.Serializable {
    ...
     private final Comparator<? super E> comparator;

方法：

peek()//返回队首元素
poll()//返回队首元素，队首元素出队列
add()//添加元素
size()//返回队列元素个数
isEmpty()//判断队列是否为空，为空返回true,不空返回false

特点：

基于优先级堆
不允许null值
线程不安全
出入队时间复杂度O(log(n))
调用remove()返回堆内最小值

（24）JAVA8的ConcurrentHashMap为什么放弃了分段锁，有什么问题吗，如果你来设计，你如何设计。

jdk8 放弃了分段锁而是用了Node锁，减低锁的粒度，提高性能，并使用CAS操作来确保Node的一些操作的原子性，取代了锁。

（25）阻塞队列的实现，ArrayBlockingQueue的底层实现？

ArrayBlockingQueue是数组实现的线程安全的有界的阻塞队列，继承自AbstractBlockingQueue,间接的实现了Queue接口和Collection接口。底层以数组的形式保存数据(实际上可看作一个循环数组)。常用的操作包括 add ,offer,put，remove,poll,take,peek。
在这里插入图片描述

（26）Java 中的 LinkedList是单向链表还是双向链表？

是双向链表，看源码

private static class Node<E> {
    E item;
    Node<E> next;
    Node<E> prev;

    Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
        this.item = element;
        this.next = next;
        this.prev = prev;
    }
}

（27）说一说ArrayList 的扩容机制吧

ArrayList扩容的本质就是计算出新的扩容数组的size后实例化，并将原有数组内容复制到新数组中去。

public boolean add(E e) {
     //扩容
    ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
    elementData[size++] = e;
    return true;
    }
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
      ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}

private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
        //如果传入的是个空数组则最小容量取默认容量与minCapacity之间的最大值
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
            return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }
        return minCapacity;
    }
    
  private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        modCount++;
        // 如果最小需要空间比elementData的内存空间要大，则需要扩容
        // overflow-conscious code
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }
    
       private void grow(int minCapacity) {
        // 获取elementData数组的内存空间长度
        int oldCapacity = elementData.length;
        // 扩容至原来的1.5倍
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        //校验容量是否够
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
        //若预设值大于默认的最大值，检查是否溢出
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
        // 调用Arrays.copyOf方法将elementData数组指向新的内存空间
         //并将elementData的数据复制到新的内存空间
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }

（28）HashMap 的长度为什么是2的幂次方，以及其他常量定义的含义

为了能让HashMap存取高效，数据分配均匀。
以下等式相等，但是位移运算比取余效率高很多

hash%length=hash&(length-1)

（29）ConcurrenHashMap 原理？1.8 中为什么要用红黑树？

java8不是用红黑树来管理hashmap,而是在hash值相同的情况下(且重复数量大于8),用红黑树来管理数据。

红黑树相当于排序数据。可以自动的使用二分法进行定位。性能较高。

（30）ArrayList的默认大小

ArrayList 的默认大小是 10 个元素

/\*\*
 \* Default initial capacity.
 \*/
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

（31）为何Collection不从Cloneable和Serializable接口继承？

Collection表示一个集合，包含了一组对象元素。如何维护它的元素对象是由具体实现来决定的。因为集合的具体形式多种多样，例如list允许重复，set则不允许。而克隆（clone）和序列化（serializable）只对于具体的实体，对象有意义，你不能说去把一个接口，抽象类克隆，序列化甚至反序列化。所以具体的collection实现类是否可以克隆，是否可以序列化应该由其自身决定，而不能由其超类强行赋予。
如果collection继承了clone和serializable，那么所有的集合实现都会实现这两个接口，而如果某个实现它不需要被克隆，甚至不允许它序列化（序列化有风险），那么就与collection矛盾了。

（32）Enumeration和Iterator接口的区别？

public interface Enumeration<E> {
    boolean hasMoreElements();
    E nextElement();
}
public interface Iterator<E> {
    boolean hasNext();
    E next();
    void remove();
}

函数接口不同
Enumeration速度快，占用内存少，但是不是快速失败的，线程不安全。
Iterator允许删除底层数据，枚举不允许
Iterator安全性高，因为其他线程不能够修改正在被Iterator遍历的集合里面的对象。

（33）我们如何对一组对象进行排序？

可以用 Collections.sort（）+ Comparator.comparing（），因为对对象排序，实际上是对对象的属性排序

public class Student {

    private String name;
    private int score;

    public Student(String name, int score){
        this.name = name;
        this.score = score;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getScore() {
        return score;
    }

    public void setScore(int score) {
        this.score = score;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student: " + this.name + " 分数：" + Integer.toString( this.score );
    }
}

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        List<Student> studentList = new ArrayList<>();
        studentList.add(new Student("D", 90));
        studentList.add(new Student("C", 100));
        studentList.add(new Student("B", 95));
        studentList.add(new Student("A", 95));

        Collections.sort(studentList, Comparator.comparing(Student::getScore).reversed().thenComparing(Student::getName));
        studentList.stream().forEach(p -> System.out.println(p.toString()));
    }
}

（34）当一个集合被作为参数传递给一个函数时，如何才可以确保函数不能修改它？

在作为参数传递之前，使用Collections.unmodifiableCollection(Collection c)方法创建一个只读集合，这将确保改变集合的任何操作都会抛出UnsupportedOperationException。

（35）说一下HashSet的实现原理？

不能保证元素的排列顺序，顺序有可能发生变化。
元素可以为null
hashset保证元素不重复
实际是基于HashMap实现的，HashSet 底层使用HashMap来保存所有元素的

看看它的add方法，元素E作为HashMap的key

public boolean add(E e) {
    return map.put(e, PRESENT)==null;
}

（36）Array 和 ArrayList 有何区别？

定义一个 Array 时，必须指定数组的数据类型及数组长度，即数组中存放的元素个数固定并且类型相同。
ArrayList 是动态数组，长度动态可变，会自动扩容。不使用泛型的时候，可以添加不同类型元素。

（37）为什么HashMap中String、Integer这样的包装类适合作为key？

String、Integer等包装类的特性能够保证Hash值的不可更改性和计算准确性，能够有效的减少Hash碰撞的几率~

因为

它们都是final修饰的类，不可变性，保证key的不可更改性，不会存在获取hash值不同的情况~
它们内部已重写了equals()、hashCode()等方法，遵守了HashMap内部的规范

（38）如果想用Object作为hashMap的Key？

重写hashCode()是因为需要计算存储数据的存储位置，需要注意不要试图从散列码计算中排除掉一个对象的关键部分来提高性能，这样虽然能更快但可能会导致更多的Hash碰撞；
重写equals()方法，需要遵守自反性、对称性、传递性、一致性以及对于任何非null的引用值x，x.equals(null)必须返回false的这几个特性，目的是为了保证key在哈希表中的唯一性；

（39）讲讲红黑树的特点？

每个节点或者是黑色，或者是红色。
根节点是黑色。
每个叶子节点（NIL）是黑色。[注意：这里叶子节点，是指为空(NIL或NULL)的叶子节点！]
如果一个节点是红色的，则它的子节点必须是黑色的。
从一个节点到该节点的子孙节点的所有路径上包含相同数目的黑节点。

（40） Java集合类框架的最佳实践有哪些？

根据应用需要正确选择要使用的集合类型对性能非常重要，比如：假如知道元素的大小是固定的，那么选用Array类型而不是ArrayList类型更为合适。
有些集合类型允许指定初始容量。因此，如果我们能估计出存储的元素的数目，我们可以指定初始容量来避免重新计算hash值或者扩容等。
为了类型安全、可读性和健壮性等原因总是要使用泛型。同时，使用泛型还可以避免运行时的ClassCastException。
使用JDK提供的不变类(immutable class)作为Map的键可以避免为我们自己的类实现hashCode()和equals()方法。
编程的时候接口优于实现
底层的集合实际上是空的情况下，返回为长度是0的集合或数组而不是null。

（41）谈谈线程池阻塞队列吧~

ArrayBlockingQueue
LinkedBlockingQueue
DelayQueue
PriorityBlockingQueue
SynchronousQueue

ArrayBlockingQueue： （有界队列）是一个用数组实现的有界阻塞队列，按FIFO排序量。

LinkedBlockingQueue： （可设置容量队列）基于链表结构的阻塞队列，按FIFO排序任务，容量可以选择进行设置，不设置的话，将是一个无边界的阻塞队列，最大长度为Integer.MAX_VALUE，吞吐量通常要高于ArrayBlockingQuene；newFixedThreadPool线程池使用了这个队列

DelayQueue：（延迟队列）是一个任务定时周期的延迟执行的队列。根据指定的执行时间从小到大排序，否则根据插入到队列的先后排序。newScheduledThreadPool线程池使用了这个队列。

PriorityBlockingQueue：（优先级队列）是具有优先级的无界阻塞队列；

SynchronousQueue：（同步队列）一个不存储元素的阻塞队列，每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态，吞吐量通常要高于LinkedBlockingQuene，newCachedThreadPool线程池使用了这个队列。针对面试题：线程池都有哪几种工作队列？

（42）HashSet和TreeSet有什么区别？

Hashset 的底层是由哈希表实现的，Treeset 底层是由红黑树实现的。
HashSet中的元素没有顺序，TreeSet保存的元素有顺序性（实现Comparable接口）
HashSet的add()，remove()，contains()方法的时间复杂度是O(1);TreeSet中，add()，remove()，contains()方法的时间复杂度是O(logn)

（43）Set里的元素是不能重复的，那么用什么方法来区分重复与否呢? 是用==还是equals()?

元素重复与否是使用equals()方法进行判断的，这个可以跟面试官说说==和equals()的区别，hashcode()和equals

（44）说出ArrayList,LinkedList的存储性能和特性

ArrayList,使用数组方式存储数据，查询时，ArrayList是基于索引(index)的数据结构，可以直接映射到，速度较快；但是插入数据需要移动数据，效率就比LinkedList慢一点~
LinkedList,使用双向链表实现存储,按索引数据需要进行前向或后向遍历，查询相对ArrayList慢一点；但是插入数据速度较快。
LinkedList比ArrayList开销更大，因为LinkedList的节点除了存储数据，还需要存储引用。

（45）HashMap在JDK1.7和JDK1.8中有哪些不同？

在这里插入图片描述

（46）ArrayList集合加入1万条数据，应该怎么提高效率

因为ArrayList的底层是数组实现,并且数组的默认值是10,如果插入10000条要不断的扩容,耗费时间,所以我们调用ArrayList的指定容量的构造器方法ArrayList(int size) 就可以实现不扩容,就提高了性能。

（47）如何对Object的list排序

public class Person {

    private String name;
    private Integer age;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public Integer getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;


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**既有适合小白学习的零基础资料，也有适合3年以上经验的小伙伴深入学习提升的进阶课程，涵盖了95%以上C C++开发知识点，真正体系化！**

**由于文件比较多，这里只是将部分目录截图出来，全套包含大厂面经、学习笔记、源码讲义、实战项目、大纲路线、讲解视频，并且后续会持续更新**

**[如果你需要这些资料，可以戳这里获取](https://bbs.youkuaiyun.com/topics/618668825)**

e) 就可以实现不扩容,就提高了性能。


### （47）如何对Object的list排序

public class Person {

private String name;
private Integer age;
public String getName() {
    return name;
}
public void setName(String name) {
    this.name = name;
}
public Integer getAge() {
    return age;
}
public void setAge(Integer age) {
    this.age = age;

[外链图片转存中…(img-YXR8u1fG-1715693775839)]
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（18）如何实现数组和 List之间的转换？

（19）迭代器 Iterator 是什么？怎么用，有什么特点？

（20）Iterator 和 ListIterator 有什么区别？

（21）怎么确保一个集合不能被修改？

（22）快速失败(fail-fast)和安全失败(fail-safe)的区别是什么？

（23）什么是Java优先级队列(Priority Queue)？

（24）JAVA8的ConcurrentHashMap为什么放弃了分段锁，有什么问题吗，如果你来设计，你如何设计。

（25）阻塞队列的实现，ArrayBlockingQueue的底层实现？

（26）Java 中的 LinkedList是单向链表还是双向链表？

（27）说一说ArrayList 的扩容机制吧

（28）HashMap 的长度为什么是2的幂次方，以及其他常量定义的含义

（29）ConcurrenHashMap 原理？1.8 中为什么要用红黑树？

（30）ArrayList的默认大小

（31）为何Collection不从Cloneable和Serializable接口继承？

（32）Enumeration和Iterator接口的区别？

（33）我们如何对一组对象进行排序？

（34）当一个集合被作为参数传递给一个函数时，如何才可以确保函数不能修改它？

（35）说一下HashSet的实现原理？

（36）Array 和 ArrayList 有何区别？

（37）为什么HashMap中String、Integer这样的包装类适合作为key？

（38）如果想用Object作为hashMap的Key？

（39）讲讲红黑树的特点？

（40） Java集合类框架的最佳实践有哪些？

（41）谈谈线程池阻塞队列吧~

（42）HashSet和TreeSet有什么区别？

（43）Set里的元素是不能重复的，那么用什么方法来区分重复与否呢? 是用==还是equals()?

（44）说出ArrayList,LinkedList的存储性能和特性

（45）HashMap在JDK1.7和JDK1.8中有哪些不同？

（46）ArrayList集合加入1万条数据，应该怎么提高效率

（47）如何对Object的list排序

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