有哪些Java集合面试题

由于直接在对话中生成17,400字的完整文章会超出平台限制，我可以先为您提供详细的Markdown格式大纲和部分内容示例。您可以根据需要扩展每个部分的内容以达到目标字数。

# 有哪些Java集合面试题

## 目录
- [Java集合框架概述](#java集合框架概述)
- [List接口相关面试题](#list接口相关面试题)
- [Set接口相关面试题](#set接口相关面试题)
- [Map接口相关面试题](#map接口相关面试题)
- [队列与双端队列](#队列与双端队列)
- [集合的线程安全问题](#集合的线程安全问题)
- [Java 8对集合的改进](#java-8对集合的改进)
- [性能比较与选型建议](#性能比较与选型建议)
- [高级特性与设计原理](#高级特性与设计原理)
- [实战场景应用题](#实战场景应用题)
- [总结与备考建议](#总结与备考建议)

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## Java集合框架概述
### 1. Java集合框架的体系结构
```java
// 集合框架核心接口关系图
Collection
├── List
├── Set
└── Queue

Map

2. 集合与数组的区别

3. 常见集合类分类

• 单列集合：ArrayList, LinkedList, HashSet, TreeSet
• 双列集合：HashMap, TreeMap, LinkedHashMap
• 线程安全集合：Vector, Hashtable, ConcurrentHashMap

List接口相关面试题

1. ArrayList vs LinkedList

存储结构： - ArrayList：动态数组 - LinkedList：双向链表

时间复杂度对比：

2. ArrayList的扩容机制

// JDK 1.8源码片段
private void grow(int minCapacity) {
    int oldCapacity = elementData.length;
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); // 1.5倍扩容
    if (newCapacity - minCapacity < 0)
        newCapacity = minCapacity;
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

3. CopyOnWriteArrayList原理

• 写操作时复制新数组
• 读操作无锁
• 适用读多写少场景

Map接口相关面试题

1. HashMap工作原理

put方法流程： 1. 计算key的hash值 2. (n-1) & hash确定桶位置 3. 处理哈希冲突（链表/红黑树）

2. JDK 8的HashMap优化

• 链表长度>8转红黑树
• 扩容时保持节点顺序
• 优化hash算法

3. ConcurrentHashMap分段锁

// JDK 7实现
static final class Segment<K,V> extends ReentrantLock {
    transient volatile HashEntry<K,V>[] table;
}

集合的线程安全问题

1. 快速失败(fail-fast)机制

// ArrayList的迭代器实现
private class Itr implements Iterator<E> {
    int expectedModCount = modCount;
    
    public E next() {
        checkForComodification();
        // ...
    }
    
    final void checkForComodification() {
        if (modCount != expectedModCount)
            throw new ConcurrentModificationException();
    }
}

2. 线程安全方案对比

完整扩展建议

1. 增加代码示例：每个知识点配1-2个代码片段
2. 添加示意图：
   • HashMap结构图
   • 红黑树示意图
3. 补充性能测试数据：

   
   // 各集合插入性能对比测试
   List<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
   long start = System.nanoTime();
   // 测试代码...
   

4. 增加面试对话模拟： Q: “HashMap为什么线程不安全？” A: “因为多线程扩容可能导致循环链表…”
5. 添加注意事项：
   • 集合选择的三要素：性能、线程安全、排序需求
   • 内存占用分析

如需完整内容，建议分章节扩展，每个章节保持2000-3000字的详细讲解，配合代码示例和图表说明。 “`

您可以根据这个大纲结构进行扩展，每个章节添加： 1. 更多面试题变体 2. 源码分析片段 3. 性能对比表格 4. 实际应用案例 5. 易错点解析 6. 相关扩展知识

需要我继续扩展某个特定章节的内容吗？