Java 中级面试：集合与 HashMap 深度解析

"Java中级面试题" 在Java编程领域，面试常常涉及到对基础概念和高级特性的深入理解。以下是对一些常见Java面试题的详细解释： 1. **List和Set的区别** List（如ArrayList、LinkedList）是有序的，允许元素重复，并且可以通过索引访问。Set（如HashSet、TreeSet）则是无序的，不允许元素重复。Set内部使用hashCode和equals方法来确保元素的唯一性。List适合于需要保持元素插入顺序或按索引访问的情况，而Set适合于需要存储不重复元素的场景。 2. **HashSet如何保证元素不重复** HashSet通过对象的hashCode和equals方法来确定元素的独特性。当添加元素时，首先计算对象的hashCode，如果哈希值相同，则会调用equals方法进一步比较对象内容，只有当equals返回true时才会拒绝重复元素。 3. **HashMap、HashTable和ConcurrentHashMap** - **HashMap** 是非线程安全的，适用于单线程环境，内部采用数组+链表/红黑树的数据结构，通过哈希函数快速定位元素。 - **HashTable** 在所有操作上加了同步锁，确保线程安全，但效率较低，且不接受null值。 - **ConcurrentHashMap** 使用了分段锁技术，允许多个线程并行修改不同段的数据，提高了并发性能。它同样不接受null键，但可以接受null值。 4. **HashMap的Hash值操作** 在HashMap中，通过将对象的哈希码进行位运算（高16位与低16位异或）来减少哈希冲突，提高查找效率。这种方法被称为扰动函数，目的是使哈希值更加分散，减少冲突的可能性。 5. **红黑树** 红黑树是一种自平衡二叉查找树，其特性包括： - 节点要么是红色要么是黑色。 - 根节点是黑色。 - 所有叶子节点（NIL节点，空节点）是黑色。 - 如果一个节点是红色的，那么它的两个子节点必须是黑色的。 - 对于每个节点，从该节点到其所有后代叶子节点的简单路径上，均包含相同数量的黑色节点。 6. **Java 8对HashMap的优化** Java 8引入了红黑树优化链表过长的情况。当链表长度超过8时，链表会转换为红黑树，以降低查找、插入和删除的时间复杂度。当链表长度减少到6时，又会回退为链表。这种设计减少了哈希冲突导致的性能问题，提高了HashMap的整体性能。 以上知识点涵盖了Java集合框架中的基础和进阶内容，对于理解和解答Java面试中的相关问题至关重要。