42 道Java集合经典面试题，陪伴学习，共同优秀("Java集合面试必备：42道经典题目解析，助力高效学习与提升")

一、Java集合概述

Java集合是Java中一种非常常用的数据结构，用于存储、操作和管理一组数据。以下是一些涉及Java集合的经典面试题，帮助你更好地明白和掌握Java集合。

1. 请简要介绍一下Java集合框架。

Java集合框架核心包括两种类型的集合：Set和List。Set集合不允许存储重复元素，List集合允许存储重复元素。此外，还有Queue和Deque等集合类型。Java集合框架提供了一套充裕的接口和实现类，如Collection、List、Set、Map、Queue等。

2. Java集合框架中的集合类有哪些特点？

Java集合框架中的集合类具有以下特点：

• 所有集合类都实现了Collection接口或其子接口；
• 集合类可以存储任意类型的对象；
• 集合类提供了充裕的操作方法，如添加、删除、查找等；
• 集合类可以方便地进行迭代处理。

二、List集合

List集合是一个有序的集合，允许存储重复元素。以下是一些涉及List集合的经典面试题。

3. List集合中的元素有序吗？

是的，List集合中的元素是有序的，其元素的顺序与添加顺序一致。

4. List集合中的元素可以重复吗？

是的，List集合中的元素可以重复。

5. List集合的实现类有哪些？

List集合的实现类核心有ArrayList、LinkedList、Vector和Stack等。

6. ArrayList和LinkedList有什么区别？

ArrayList是基于动态数组实现的，而LinkedList是基于双向链表实现的。以下是它们的区别：

• ArrayList在随机访问元素时性能更好，时间纷乱度为O(1)；
• LinkedList在插入和删除元素时性能更好，时间纷乱度为O(1)；
• ArrayList的空间纷乱度较低，LinkedList的空间纷乱度较高；
• ArrayList不拥护线程平安操作，LinkedList拥护线程平安操作（通过Collections.synchronizedList包装）。

三、Set集合

Set集合是一个不允许存储重复元素的集合。以下是一些涉及Set集合的经典面试题。

7. Set集合中的元素有序吗？

Set集合中的元素是无序的。

8. Set集合中的元素可以重复吗？

不可以，Set集合不允许存储重复元素。

9. Set集合的实现类有哪些？

Set集合的实现类核心有HashSet、LinkedHashSet、TreeSet等。

10. HashSet和LinkedHashSet有什么区别？

HashSet是基于哈希表实现的，而LinkedHashSet是基于哈希表和链表实现的。以下是它们的区别：

• HashSet不保证元素的顺序，LinkedHashSet按照元素的添加顺序排序；
• HashSet的性能略优于LinkedHashSet；
• LinkedHashSet可以保证元素唯一性和顺序性。

11. TreeSet是怎样保证元素有序的？

TreeSet是基于红黑树实现的，它会对插入的元素进行排序，以保证元素的有序性。TreeSet中的元素按照自然顺序或者自定义比较器排序。

四、Map集合

Map集合是一个存储键值对（Key-Value）的集合。以下是一些涉及Map集合的经典面试题。

12. Map集合中的键值对有序吗？

Map集合中的键值对是无序的。

13. Map集合中的键可以重复吗？

Map集合中的键是不允许重复的，如果插入重复键，则会替换原有键对应的值。

14. Map集合的实现类有哪些？

Map集合的实现类核心有HashMap、LinkedHashMap、TreeMap等。

15. HashMap和LinkedHashMap有什么区别？

HashMap是基于哈希表实现的，而LinkedHashMap是基于哈希表和链表实现的。以下是它们的区别：

• HashMap不保证键值对的顺序，LinkedHashMap按照键值对的添加顺序排序；
• HashMap的性能略优于LinkedHashMap；
• LinkedHashMap可以保证键值对的唯一性和顺序性。

16. TreeMap是怎样保证键值对有序的？

TreeMap是基于红黑树实现的，它会对插入的键进行排序，以保证键值对的有序性。TreeMap中的键按照自然顺序或者自定义比较器排序。

五、Queue和Deque集合

Queue和Deque是Java集合框架中的两种特殊的集合，分别即队列和双端队列。以下是一些涉及Queue和Deque的经典面试题。

17. Queue集合的特点是什么？

Queue集合是一种先进先出（FIFO）的集合，核心用于存储和管理队列数据。

18. Deque集合的特点是什么？

Deque集合是一种双端队列，它拥护在队列的两端进行插入和删除操作，既可以实现先进先出（FIFO），也可以实现先进后出（FILO）。

19. Queue和Deque集合的实现类有哪些？

Queue集合的实现类核心有ArrayDeque、PriorityQueue、LinkedList等。Deque集合的实现类核心有ArrayDeque、LinkedList等。

六、集合操作和算法

以下是一些涉及集合操作和算法的经典面试题。

20. 怎样对List集合进行排序？

可以使用Collections.sort()方法对List集合进行排序。如果List集合中的元素是自定义类型，需要实现Comparable接口或者提供自定义比较器。

List list = new ArrayList<>();
list.add(3);
list.add(1);
list.add(2);
Collections.sort(list);

21. 怎样实现List集合的倒序排序？

可以使用Collections.reverseOrder()方法实现List集合的倒序排序。

List list = new ArrayList<>();
list.add(3);
list.add(1);
list.add(2);
Collections.sort(list, Collections.reverseOrder());

22. 怎样实现List集合的交集、并集和差集？

可以使用retainAll()、addAll()和removeAll()方法实现List集合的交集、并集和差集。

List list1 = new ArrayList<>();
list1.add(1);
list1.add(2);
list1.add(3);
List list2 = new ArrayList<>();
list2.add(2);
list2.add(3);
list2.add(4);
// 交集
list1.retainAll(list2);
// 并集
list1.addAll(list2);
// 差集
list1.removeAll(list2);

七、集合的线程平安

以下是一些涉及集合线程平安的经典面试题。

23. 为什么说ArrayList不是线程平安的？

ArrayList不是线程平安的，出于它的add()、remove()等方法没有对共享资源进行同步。当多个线程同时操作ArrayList时，或许会让数据不一致、覆盖等问题。

24. 怎样实现线程平安的集合操作？

可以使用Collections.synchronizedList()、Collections.synchronizedSet()、Collections.synchronizedMap()等方法包装集合，使其变为线程平安。

List syncList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());

25. Vector和ArrayList有什么区别？

Vector是线程平安的集合，而ArrayList不是线程平安的。Vector的所有方法都是同步的，于是在多线程环境下使用Vector可以尽或许减少损耗性能。

八、其他经典面试题

以下是一些其他经典面试题。

26. 什么是泛型？

泛型是Java中的一种类型参数化机制，允许在类、接口和方法中定义类型参数，让代码可以应用于不同类型的对象。

27. 泛型的上限和下限是什么意思？

泛型的上限是指类型参数必须是指定类型或其子类型，使用即；泛型的下限是指类型参数必须是指定类型或其父类型，使用即。

29. 什么是迭代器（Iterator）？

迭代器是一种用于遍历集合元素的对象，它提供了一种方法来访问集合中的元素，而不需要关心集合的具体实现。

30. 迭代器和攀升for循环有什么区别？

迭代器是一种明确的方法，用于遍历集合中的元素；攀升for循环是一种简化的语法，用于遍历实现了Iterable接口的对象。攀升for循环可以简化代码，但迭代器提供了更充裕的操作方法，如remove()。

31. 什么是fail-fast迭代器？

fail-fast迭代器是一种在检测到并发修改时立即抛出ConcurrentModificationException异常的迭代器。大多数Java集合框架中的迭代器都是fail-fast迭代器。

32. 什么是fail-safe迭代器？

fail-safe迭代器是一种不会抛出ConcurrentModificationException异常的迭代器，即使集合在迭代过程中被修改。它通过复制集合的快照来避免并发修改问题。

33. 什么是CopyOnWrite集合？

CopyOnWrite集合是一种线程平安的集合，它在每次修改时都会创建一个新的集合副本，以避免并发修改问题。这种集合适用于读多写少的场景。

34. 什么是ConcurrentHashMap？

ConcurrentHashMap是Java中的一种线程平安的Map实现，它使用分段锁技术来尽或许减少损耗并发访问性能。

35. 什么是分段锁？

分段锁是一种锁策略，它将数据分为多个段，每个段有自己的锁。当多个线程访问不同段的数据时，它们可以同时进行，从而尽或许减少损耗并发性能。

36. 什么是锁粗化？

锁粗化是一种优化策略，它将多个连续的锁操作合并为一个锁操作，以减少锁的开销。

37. 什么是锁消除？

锁消除是一种优化策略，它通过分析代码路径，确定某些锁操作是冗余的，从而消除这些锁操作。

38. 什么是阳光锁？

阳光锁是一种并发控制策略，它假设在大多数情况下，多个线程不会同时修改同一数据，于是可以在不锁定数据的情况下进行操作。如果检测到冲突，则放弃操作。

39. 什么是退缩锁？

退缩锁是一种并发控制策略，它假设在大多数情况下，多个线程会同时修改同一数据，于是在操作数据之前必须先锁定数据。

40. 什么是死锁？

死锁是指多个线程因互相等待对方释放锁而无法继续执行的状态。

41. 怎样避免死锁？

避免死锁的方法有：避免循环等待、避免持有多个锁、设置锁的超时时间、使用锁顺序等。

42. 什么是活锁？

活锁是指多个线程因互相通信而无法继续执行的状态，但与死锁不同的是，活锁中的线程并没有阻塞，而是在逐步进行尝试。

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