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Java集合复习题目

web 2025/5/6 16:43:36

🐹今日诗词:开帘顿觉春风暖，满纸淋漓白云声🐹

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❓1. 你知道 List 是什么类型的结构？是类？接口？抽象类？

❓2. 你知道 List 里可以放 null 吗？重复元素可以吗？顺序是固定的吗？

❓3. 你用过哪些 List 的实现类？除了 ArrayList 和 LinkedList，你还见过什么别的？

❓1. 你觉得 ArrayList 的底层是数组吗？能动态变大吗？

❓2. 你觉得 LinkedList 是单向链表还是双向链表？为什么？

❓3. 你知道 ArrayList 插入一个元素到中间（比如第5个位置）要做什么操作吗？

❓1. 如果你想往 ArrayList 头部频繁插入元素，会发生什么？

❓2. LinkedList 中，从头删除一个元素（removeFirst()）的时间复杂度是多少？为什么？

❓理解题 1：

你觉得 `list.sort(...)` 是返回新列表吗？还是在原列表上排序？

🚨 如果你希望返回一个“排序后新列表”怎么办？

你知道 removeIf() 是做什么的吗？能写个例子描述一下它的用法吗？

🥊 总结对比：HashSet vs TreeSet

你认为如果两个对象的 hashCode() 相同，但 equals() 方法返回 false，会发生什么情况？

📦 初始结构：

🚀 JDK 1.8 之后：

👉 为什么建议重写 equals() 的同时，也重写 hashCode()？

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❓1. 你知道 List 是什么类型的结构？是类？接口？抽象类？

ArrayList → 用数组来实现 List
LinkedList → 用链表来实现 List
List 是一个接口（Interface）

❓2. 你知道 List 里可以放 null 吗？重复元素可以吗？顺序是固定的吗？

✅ 1. null 元素：可以放null
List 是允许包含 null 元素的

✅ 2. 重复元素：可以重复

List 是允许重复元素的。
List 允许元素重复出现，这与 Set 不同，后者是不允许重复的。

✅ 3. 顺序：固定的

List 是有序的，它会保留元素的插入顺序。所以顺序是固定的。

❓3. 你用过哪些 List 的实现类？除了 ArrayList 和 LinkedList，你还见过什么别的？

实现类线程安全结构类型推荐场景
ArrayList ❌ 数组普通使用，随机访问多
LinkedList ❌ 双向链表插入删除多，栈/队列场景
Vector ✅ 数组老代码兼容，不推荐
Stack ✅ 数组（继承 Vector）栈操作，不推荐
CopyOnWriteArrayList ✅ 数组（写时复制）并发读多写少的场景

实现类	线程安全	结构类型	推荐场景
ArrayList	❌	数组	普通使用，随机访问多
LinkedList	❌	双向链表	插入删除多，栈/队列场景
Vector	✅	数组	老代码兼容，不推荐
Stack	✅	数组（继承 Vector）	栈操作，不推荐
CopyOnWriteArrayList	✅	数组（写时复制）	并发读多写少的场景

❓1. 你觉得 `ArrayList` 的底层是数组吗？能动态变大吗？

✅ ArrayList 是用数组实现的
✅ 插入元素会检查容量
✅ 容量不够时，以 1.5 倍扩容
✅ 扩容很贵（要复制整个数组）
✅ 可以预设容量来避免性能问题

❓2. 你觉得 `LinkedList` 是单向链表还是双向链表？为什么？

✅ LinkedList 是双向链表
✅ 每个节点知道前后两个元素
✅ 插入 / 删除很快，随机访问很慢
✅ 不存在扩容问题，但占用内存多一些

❓3. 你知道 `ArrayList` 插入一个元素到中间（比如第5个位置）要做什么操作吗？

🧩 步骤 1：检查容量是否足够

🧩 步骤 2：从尾部往前移动元素，空出插入位置

🧩 步骤 3：在空出来的位置插入元素

❓1. 如果你想往 ArrayList 头部频繁插入元素，会发生什么？

（例如一直做 add(0, x)）

🚨 成本 1：可能触发扩容（O(n)）

🚨 成本 2：每次插入都要移动所有元素（O(n)）

❓2. `LinkedList` 中，从头删除一个元素（`removeFirst()`）的时间复杂度是多少？为什么？

O(1), 因为是链表结构, 头结点记录的下一个节点的位置, 直接更新头结点位置即可

❓理解题 1：

class Person {String name;Person(String name) { this.name = name; }
}
List<Person> list = new ArrayList<>();
list.add(new Person("张三"));System.out.println(list.contains(new Person("张三")));  // 打印什么？
false

因为：

new Person("张三")两个对象的 name 都是 "张三"，但它们创建了两个不同的对象，虽然是两个不同的内存地址名字一样，但引用不同** -对象**

你觉得 `list.sort(...)` 是返回新列表吗？还是在原列表上排序？

list.sort(...) 是在原来的列表上排序，不返回新列表。

list.sort(...) 是原地排序（in-place）
排完之后，原来的 list 顺序就变了
它的底层是调用 Arrays.sort()（对于 ArrayList）

🚨 如果你希望返回一个“排序后新列表”怎么办？

List<String> sorted = list.stream().sorted().collect(Collectors.toList());
通过 stream() 把 list 转成流数据（Stream）
然后用 sorted() 对流中的元素排序
最后用 collect(Collectors.toList()) 把排序后的流重新收集成一个新的 List

你知道 `removeIf()` 是做什么的吗？能写个例子描述一下它的用法吗？

这是 List 和其他集合（如 Set）的一个方法，用来：

根据条件删除集合中满足条件的元素

语法: list.removeIf(元素 -> 条件)
List<String> list = new ArrayList<>(List.of("apple", "banana", "apricot", "cherry"));// 删除所有以 "a" 开头的字符串
list.removeIf(s -> s.startsWith("a"));System.out.println(list);  // [banana, cherry]
解释：

s -> s.startsWith("a") 是一个Lambda表达式，意思是“只要字符串以 a 开头，就删掉”
removeIf() 会遍历整个 list，遇到满足这个条件的元素就删掉
最后剩下的就是不满足这个条件的元素了

总结:

removeIf() 是用来按条件批量删除元素的
参数是一个返回布尔值的函数
非常适合用于“筛除”一类不需要的数据

🥊 总结对比：HashSet vs TreeSet

特性 HashSet TreeSet
底层结构哈希表（HashMap）红黑树（平衡二叉树）
是否排序 ❌ 否 ✅ 自动排序（按元素大小）
插入/查找/删除 O(1)（理想），O(log n)（红黑树） O(log n)
允许 null 吗？ ✅ 可以一个 null ✅ 可以一个 null（但要小心）
是否线程安全 ❌ 否 ❌ 否

HashSet 快，不排序；TreeSet 排序，慢点也优雅。

特性	HashSet	TreeSet
底层结构	哈希表（HashMap）	红黑树（平衡二叉树）
是否排序	❌ 否	✅ 自动排序（按元素大小）
插入/查找/删除	O(1)（理想），O(log n)（红黑树）	O(log n)
允许 null 吗？	✅ 可以一个 null	✅ 可以一个 null（但要小心）
是否线程安全	❌ 否	❌ 否

你认为如果两个对象的 `hashCode()` 相同，但 `equals()` 方法返回 `false`，会发生什么情况？

发生了哈希冲突

两个不同的值，如果经过哈希算法计算后得到相同的哈希值，就会发生哈希冲突。

如果两个对象 hashCode() 相同，equals() 也相同，HashMap 会怎么处理？

答: HashMap 会判断 key 已经存在，于是用新 value 覆盖旧的 value。也就是更新，而不是新增。

如果两个对象 hashCode() 相同，但 equals() 不相同，HashMap 会怎么处理？

答: HashMap 判断“不是同一个 key”，于是把这个 entry 加到该桶的链表末尾（或者红黑树里）。这就叫哈希冲突但内容不相等。

如果一个类没有重写 hashCode() 和 equals()，可能会出现什么问题？

答: 如果不重写 equals 和 hashCode，equals方法的结果相同但hashCode的不相同

会导致内容相同的对象被当成不同的 key，产生重复 key 的 Bug。

HashMap 发生哈希冲突后，最开始是用什么结构来存储冲突元素的？JDK1.8 之后又加了什么新结构？

答:

📦 初始结构：

数组 + 链表
每个桶（数组元素）指向一个链表，存储发生冲突的 entry

🚀 JDK 1.8 之后：

当链表长度超过 8 且数组长度 ≥ 64 时
HashMap 会把链表转化为红黑树，提高查找效率

这样查找时间复杂度从 O(n) 提高到 O(log n)