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Java集合面试题及答案

1.说说ArrayList和LinkedList的核心区别，实际开发中怎么选？

答案：

首先从底层结构看，ArrayList是动态数组，依赖数组实现；LinkedList是双向链表，每个元素存前后节点引用。

核心区别在操作效率：

查改（get/set）：ArrayList通过数组索引直接定位，O(1)效率；LinkedList要从表头/表尾遍历到目标位置，O(n)，数据量越大差距越明显。

增删（add/remove，尤其是中间位置）：ArrayList可能要移动后续元素（比如在中间删一个，后面所有元素往前挪），O(n)；LinkedList只需改前后节点的引用，O(1)。

实际选择：

查多改少用ArrayList（比如商品列表展示，频繁分页查询）；

增删频繁且多在首尾用LinkedList（比如实现队列、栈，或者订单待处理列表，频繁添加/移除头部元素）。

另外注意：ArrayList初始容量10（JDK1.8后延迟初始化，第一次add才分配），满了按1.5倍扩容；LinkedList不用考虑扩容，但每个元素要存前后引用，内存占用比ArrayList略高。

2.HashMap和Hashtable有什么不同？为什么现在很少用Hashtable了？

答案：

主要区别有3点：

线程安全：Hashtable是线程安全的（方法加了synchronized），HashMap线程不安全；

null值支持：HashMap的key和value都能存null（但key只能有一个null，value可多个）；Hashtable的key和value都不能存null，存了会抛NullPointerException；

底层实现：JDK1.8后，HashMap当链表长度超过8会转红黑树，Hashtable一直是链表，没有树化优化，大数据量下查询效率低。

现在少用Hashtable的原因：

线程安全方案太笨重：synchronized锁的是整个Hashtable对象，多线程并发时会抢同一把锁，效率低；要线程安全的话，现在更推荐ConcurrentHashMap（JDK1.8用CAS+synchronized锁桶，并发效率高）；

功能局限：不能存null，且没有树化优化，大数据量下性能差，不如HashMap灵活。

3.HashSet怎么保证元素不重复？它和TreeSet的区别是什么？

答案：

HashSet底层依赖HashMap实现的（把元素存在HashMap的key位置，value存一个固定的空对象），所以去重逻辑和HashMap的key去重一致：

当添加元素时，先算元素的hashCode，找对应的哈希桶；再用equals比较桶里的元素，若hashCode不同，直接存；若hashCode相同且equals返回true，就认为是重复元素，不存。

（这里要注意：如果自定义对象存HashSet，必须重写hashCode和equals，不然会用Object的默认方法，默认按内存地址比较，就算内容一样也会认为是不同元素）

HashSet和TreeSet的区别：

维度

HashSet

TreeSet

排序

不保证顺序（存的时候按哈希桶分布）

自然排序（默认）或定制排序（需传Comparator）

去重逻辑

依赖hashCode+equals

依赖compareTo（或compare），返回0就认为重复

底层实现

HashMap

TreeMap

性能

add/remove查O(1)

查改删O(logn)（红黑树结构）

适用场景

只需去重，不关心顺序

去重且需要排序（比如按价格排商品、按时间排日志）

4.HashMap在JDK1.8做了哪些优化？为什么要树化？

答案：

JDK1.8对HashMap的核心优化有3点：

底层结构：从“数组+链表”改成“数组+链表+红黑树”，当链表长度超过8（且数组长度≥64）时，链表转红黑树；当树节点数少于6时，再转回链表；

哈希算法：简化了hash计算，原来要多次异或和右移，1.8里直接用key的hashCode异或其高16位（(h=key.hashCode())^(h16)），减少哈希冲突；

扩容机制：原来扩容时，链表节点会逆序（容易导致多线程下死循环），1.8改用尾插法，保持链表顺序，解决死循环问题（但HashMap仍线程不安全，只是避免了死循环）。

树化的原因：

链表查询是O(n)，当