JAVA集合框架面试篇

✅ 一、集合框架基本结构

1. Java 集合框架的主要接口有哪些？它们的特点？

接口	特点
Collection	根接口，定义了集合的基本操作，如增删查等
List	有序、可重复元素，支持索引访问
Set	无序、不可重复元素
Queue	一种先进先出的集合，常用于任务调度
Deque	双端队列，既可作为队列也可作为栈
Map	键值对结构，不属于 Collection，但常并列讨论

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✅ 二、List 接口相关

2. ArrayList 和 LinkedList 的区别？

方面	ArrayList	LinkedList
底层结构	动态数组	双向链表
查询效率	高（O(1)）	低（O(n)）
增删效率	末尾快，中间慢	任意位置都快（O(1)插入/删除）
是否线程安全	否	否
适用场景	频繁访问	频繁插入、删除

面试技巧： 可以结合实际使用场景举例，比如分页展示用 ArrayList，队列任务用 LinkedList。

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✅ 三、Set 接口相关

3. HashSet 和 TreeSet 的区别？

方面	HashSet	TreeSet
底层结构	HashMap	TreeMap（红黑树）
是否有序	否	是，按自然顺序或指定比较器
插入查找效率	O(1)	O(log n)
允许 null 吗	允许一个 null	不允许 null

红黑树考点：TreeSet 是基于红黑树实现的，保证元素有序。

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✅ 四、Map 接口相关

4. HashMap 和 Hashtable 的区别？

方面	HashMap	Hashtable
线程安全	否	是（方法加了 synchronized）
是否允许 null	允许一个 null 键和多个 null 值	不允许
性能	高	低
出现时间	JDK1.2	JDK1.0（过时）

5. Java 8 对 HashMap 做了哪些优化？

• 当链表长度超过 8 且桶数量 > 64 时，链表转为红黑树，优化查找性能从 O(n) 到 O(log n)

• 更好的 hash 分布，减少 hash 冲突

• resize 更高效，扩容后节点分布更均匀

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✅ 五、线程安全集合

6. 线程安全的集合有哪些？如何实现？

集合类	实现方式
Vector / Hashtable	方法加锁（效率低）
Collections.synchronizedList()	外部包装同步
CopyOnWriteArrayList	写时复制，读操作无锁，高并发读场景使用
ConcurrentHashMap	分段锁（JDK 1.7），CAS+链表/红黑树（JDK 1.8）

加分项：ConcurrentHashMap 是面试重头戏！你可以讲它在 JDK1.8 使用了 CAS + synchronized 来提高性能。

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✅ 六、重点底层原理题

7. HashMap 的底层实现原理？

简要流程：

1. 通过 hash(key) 计算哈希值

2. 定位数组索引：(n - 1) & hash

3. 若该位置为空，直接插入；否则链表（或红黑树）处理冲突

4. 超过负载因子 0.75 时扩容（resize）

8. 为什么 HashMap 的初始容量是 16？扩容为什么是 2 倍？

• 16 是 2 的幂，便于位运算优化

• 2 倍扩容可使 hash 重新分布，减少冲突，提高性能

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✅ 七、泛型与迭代器

9. Iterator 和 ListIterator 的区别？

方面	Iterator	ListIterator
支持方向	单向	双向
是否支持增删	支持删除	支持增删
使用范围	所有集合	仅用于 List

10. 为什么增强 for 循环不能删除元素？

• 增强 for 本质使用的是 Iterator，不能同时修改集合

• 调用 remove() 需显式使用迭代器，否则会抛出 ConcurrentModificationException

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✅ 八、面试加分题：源码/实战理解

11. 为什么建议使用 HashMap 的 key 应该是不可变对象？

• 防止 hashCode() 或 equals() 改变，导致定位错误、数据丢失

• 常用 String、Integer 等不可变类作为 key

12. equals() 与 hashCode() 的关系？

• 如果两个对象 equals() 相等，它们 hashCode() 一定相等

• 反之不成立

• 集合如 HashSet、HashMap 必须重写这两个方法，否则查找异常

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✅ 九、实战技巧 & 经典面试策略

13. 常见面试陷阱题

• “为什么不建议在 foreach 中使用 remove？”

• “HashMap 的线程不安全体现在什么地方？”

• “ConcurrentHashMap 的 size 为什么不精确？”

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总结：高频面试套路

类型	面试重点
数据结构原理	ArrayList、LinkedList、HashMap、TreeMap
线程安全	HashTable、ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList
时间复杂度	增删查各集合的时间复杂度
底层机制	HashMap 的 hash、扩容、树化
场景应用	根据业务选择合适集合

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