---
title: "01-容器高频面试题"
created: 2026-09-01
tags:
  - Java
---
# 容器高频面试题

> [!note] 定位说明
> 本篇把 02-Java容器 全块的高频面试问题按族收拢：每题给**要点式答案 + 指路详篇**。答案只列"考官想听的骨架"，完整机制回详篇读。刷前先过 [[00-容器选型总对比|00-容器选型总对比]] 的总表。

## List 族

**Q1：ArrayList 和 LinkedList 的区别？什么时候选谁？**
- 底层：动态数组（O(1) 随机访问，扩容 1.5 倍拷贝） vs 双向链表（头尾 O(1)，随机访问 O(n)）
- 选型：默认 ArrayList；头尾高频增删（队列/栈场景）用 ArrayDeque 而不是 LinkedList；LinkedList 的独特价值是"同时要 List 又要 Deque"的少数场景
- 反直觉点：**LinkedList 中间插入并不快**——定位是 O(n)，只有"已持有节点引用"时改指针才是 O(1)
- 详见 [[01-ArrayList|ArrayList]] / [[02-LinkedList|LinkedList]]

**Q2：ArrayList 扩容机制？为什么是 1.5 倍？**
- `grow()`：`newCapacity = old + (old >> 1)`；`Arrays.copyOf` 整体迁移
- 无参构造**懒惰初始化**：首次 add 才分配 10
- 1.5 倍是折中：2 倍浪费内存（Vector 的教训），太小扩容频繁；位运算 `>>1` 快
- 大数据量先 `new ArrayList<>(预估容量)` 免反复拷贝
- 详见 [[01-ArrayList|ArrayList]] 扩容机制节

**Q3：什么是 fail-fast？怎么安全地遍历删除？**
- `modCount` 结构修改计数器；迭代器发现不一致立即抛 `ConcurrentModificationException`
- 安全删除：**迭代器自己的 `it.remove()`**（同步更新 expectedModCount）；或 `removeIf()`
- 本质是"尽力而为"的 bug 探测器，不是并发保证——多线程该用并发容器
- 详见 [[01-ArrayList|ArrayList]] Fail-Fast 节

**Q4：为什么不用 Vector？CopyOnWriteArrayList 好在哪？**
- Vector 方法级 synchronized：读读也互斥，并发度被压到 1
- CopyOnWriteArrayList：读无锁；写复制新数组（写贵）——**读多写极少**场景碾压
- 详见 [[03-Vector|Vector]] "为什么现在基本不用"节

## Set 族

**Q5：Set 怎么保证元素唯一？**
- HashSet：先 `hashCode()` 定桶，再 `equals()` 确认——**两者必须一致重写**（契约：equals 相等则 hashCode 必须相等）
- TreeSet：只看 `compareTo()/compare()` 返回 0——与 equals 不一致时会"存进 equals 不等的对象"
- 详见 [[00-Set总览|00-Set总览]] + [[01-Object通用方法|Object 通用方法]]

**Q6：HashSet、LinkedHashSet、TreeSet 怎么选？**
- 默认 HashSet（最快）；要保插入序 LinkedHashSet（链表微开销）；要排序/范围查询 TreeSet（O(log n)，禁 null）
- LinkedHashSet 本质 = HashSet + 双向链表（底层 LinkedHashMap）
- 详见 [[00-Set总览|00-Set总览]]

## Queue 族

**Q7：Queue 的 add/offer、remove/poll、element/peek 有什么区别？**
- 两套风格：抛异常（add/remove/element） vs 返回特殊值（offer/poll/peek，队空返回 null/false）
- 日常推荐 offer/poll/peek——判返回值比抓异常自然
- 详见 [[00-Queue和Deque总览|00-Queue和Deque总览]] 两套方法表

**Q8：为什么栈要用 ArrayDeque 而不是 Stack？**
- Stack 继承 Vector：粗粒度锁 + "继承了 Vector 的 15 个方法"，语义污染（能从中间插）
- ArrayDeque：循环数组，头尾均摊 O(1)，无锁开销，官方 Javadoc 推荐替代
- 详见 [[01-ArrayDeque|ArrayDeque]] + [[00-Queue和Deque总览|00-Queue和Deque总览]] 告诫块

**Q9：PriorityQueue 的原理？Top K 怎么做？**
- 二叉最小堆（数组存储）：offer 上浮 O(log n)、poll 下沉 O(log n)、peek O(1)
- Top K：维护大小为 K 的小顶堆，遍历比堆顶大就替换——O(n log K)
- 遍历它**不是有序的**（只是堆序）；要有序得逐个 poll
- 详见 [[02-PriorityQueue|PriorityQueue]]

## Map 族（重灾区）

**Q10：HashMap 的底层结构？JDK 8 做了什么优化？**
- JDK 7：数组+链表；JDK 8：**数组+链表+红黑树**——链表长度 ≥8 且容量 ≥64 树化，退化阈值 6
- 为什么阈值 8：泊松分布下链表到 8 的概率约千万分之一，树化是兜底不是常态
- hash 扰动：高 16 位异或低 16 位，减少"高位差异被 (n-1)&hash 丢失"的碰撞
- 详见 [[01-HashMap|HashMap]] / [[02-HashMap源码解析|HashMap源码解析]]

**Q11：HashMap 扩容流程？容量为什么是 2 的幂？**
- 负载因子 0.75（时间/空间折中），超过阈值扩 2 倍
- JDK 8 优化：rehash 不重算 hash——**新位置要么原下标，要么原下标+旧容量**（看新增的那一位 hash 是 0 还是 1）
- 容量 2 的幂让 `(n-1) & hash` 等价取模且均匀
- 详见 [[02-HashMap源码解析|HashMap源码解析]] 扩容节

**Q12：HashMap 线程安全吗？会出什么问题？**
- 不安全。JDK 7 头插法扩容并发时可成环死循环；JDK 8 改尾插解决了成环，**但仍有数据覆盖丢失**——不安全就是不安全
- 正解：`ConcurrentHashMap`（JDK 8 CAS+锁单桶）
- 详见 [[02-HashMap源码解析|HashMap源码解析]] 线程安全节

**Q13：HashMap 允许 null 键吗？为什么 Hashtable 不允许？**
- HashMap 允许 1 个 null 键（固定放 0 号桶）+ 多个 null 值
- Hashtable/TreeMap 不允许 null 键：前者多线程下 get 返回 null 无法区分"不存在/值为 null"；后者 null 无法参与比较
- 详见 [[00-容器总览|00-容器总览]] Hashtable 节

**Q14：LinkedHashMap 怎么实现 LRU？**
- 构造传 `accessOrder=true` → 每次 get 把节点移到链尾；重写 `removeEldestEntry()` 让最老的（链头）自动淘汰
- 三行核心代码就是面试标准答案——不用手写双向链表
- 详见 [[03-LinkedHashMap|LinkedHashMap]]

**Q15：TreeMap/TreeSet 的排序依据是什么？和 equals 冲突会怎样？**
- 只看 `compareTo/compare` 是否为 0；为 0 即视为"同一元素"
- 若比较逻辑与 equals 不一致：TreeMap 里会出现 equals 不等但存不进去的元素——**"一致性问题"**
- 详见 [[05-TreeMap|TreeMap]] + [[07-红黑树|红黑树]]

## 收尾三问（综合题）

**Q16：HashMap、LinkedHashMap、TreeMap 三者怎么选？**
- 默认 HashMap；要插入/访问序或 LRU → LinkedHashMap；要按键排序/范围查询 → TreeMap（代价 O(log n) + 禁 null 键）

**Q17：自定义类做 HashMap 的 key 要注意什么？**
- 必须同时重写 `equals()` 和 `hashCode()` 且逻辑一致；推荐用不可变类（String/Integer）做 key——key 可变会导致哈希漂移、再也取不回来

**Q18：遍历 Map 有几种方式？哪种最好？**
- entrySet（键值都要，一次遍历）/ keySet / values / forEach。**键值都要时 entrySet 最优**（keySet 再 get 是二次查找）；JDK 8 起 forEach 最简洁
- 详见 [[00-Map总览|00-Map总览]] 上手示例节

---
⬅️ [[00-容器选型总对比|00-容器选型总对比]] 🏠 [[00-Java|00-Java]] ➡️ [[00-Java并发总览|00-Java并发总览]]