java面試題及答案hashmap底層實(shí)現(xiàn)原理

一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共10題）

1.Java中HashMap的默認(rèn)初始容量是多少？

A.16

B.32

C.64

D.128

答案：A

2.HashMap在進(jìn)行哈希操作時(shí)使用的是什么算法？

A.除法散列

B.乘法散列

C.雙重散列

D.線性探測(cè)

答案：C

3.HashMap中解決哈希沖突的方法是什么？

A.鏈表

B.紅黑樹

C.跳表

D.排序數(shù)組

答案：A

4.當(dāng)HashMap中的鏈表長(zhǎng)度超過多少時(shí)，鏈表會(huì)轉(zhuǎn)換成紅黑樹？

A.5

B.6

C.7

D.8

答案：C

5.HashMap在進(jìn)行rehash操作時(shí)，元素的索引位置如何計(jì)算？

A.原索引+新容量

B.原索引%新容量

C.原索引*新容量

D.原索引/新容量

答案：B

6.HashMap允許一個(gè)null鍵和多個(gè)null值嗎？

A.是

B.否

C.只允許一個(gè)null鍵和一個(gè)null值

D.只允許一個(gè)null值和一個(gè)null鍵

答案：C

7.HashMap在多線程環(huán)境下是否線程安全？

A.是

B.否

C.部分線程安全

D.完全線程安全

答案：B

8.HashMap的loadfactor默認(rèn)值是多少？

A.0.5

B.0.75

C.1.0

D.1.5

答案：B

9.HashMap的resize操作發(fā)生在什么時(shí)候？

A.當(dāng)元素?cái)?shù)量達(dá)到初始容量時(shí)

B.當(dāng)元素?cái)?shù)量達(dá)到初始容量的1.5倍時(shí)

C.當(dāng)元素?cái)?shù)量達(dá)到初始容量的2倍時(shí)

D.當(dāng)元素?cái)?shù)量達(dá)到初始容量的0.75倍時(shí)

答案：D

10.HashMap的key和value是否可以為null？

A.key可以為null，value不可以為null

B.key不可以為null，value可以為null

C.key和value都不可以為null

D.key和value都可以為null

答案：A

二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共10題）

1.HashMap的哪些操作可能會(huì)導(dǎo)致rehash？

A.put操作

B.remove操作

C.clear操作

D.get操作

答案：A,C

2.HashMap的哪些屬性是final的？

A.loadfactor

B.initialcapacity

C.threshold

D.treeifythreshold

答案：A,C

3.HashMap在哪些情況下會(huì)進(jìn)行resize？

A.當(dāng)元素?cái)?shù)量超過當(dāng)前容量時(shí)

B.當(dāng)元素?cái)?shù)量超過閾值時(shí)

C.當(dāng)元素?cái)?shù)量少于當(dāng)前容量時(shí)

D.當(dāng)元素?cái)?shù)量少于閾值時(shí)

答案：B

4.HashMap中哪些操作是線程不安全的？

A.put操作

B.get操作

C.remove操作

D.size操作

答案：A,C

5.HashMap中哪些操作可能會(huì)導(dǎo)致鏈表轉(zhuǎn)換成紅黑樹？

A.put操作

B.get操作

C.remove操作

D.resize操作

答案：A

6.HashMap中哪些屬性用于控制哈希表的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展？

A.loadfactor

B.initialcapacity

C.threshold

D.treeifythreshold

答案：A,C

7.HashMap中哪些操作會(huì)返回null？

A.當(dāng)key不存在時(shí)的get操作

B.當(dāng)key不存在時(shí)的remove操作

C.當(dāng)HashMap為空時(shí)的size操作

D.當(dāng)HashMap為空時(shí)的isEmpty操作

答案：A,B

8.HashMap中哪些屬性是用于控制紅黑樹轉(zhuǎn)換的？

A.loadfactor

B.initialcapacity

C.treeifythreshold

D.resizethreshold

答案：C

9.HashMap中哪些操作是O(1)時(shí)間復(fù)雜度？

A.put操作

B.get操作

C.remove操作

D.size操作

答案：B,D

10.HashMap中哪些操作是O(logn)時(shí)間復(fù)雜度？

A.put操作

B.get操作

C.remove操作

D.size操作

答案：A,B,C

三、判斷題（每題2分，共10題）

1.HashMap的容量總是2的冪次方。（對(duì)/錯(cuò)）

答案：對(duì)

2.HashMap允許有重復(fù)的key。（對(duì)/錯(cuò)）

答案：錯(cuò)

3.HashMap的resize操作是線性時(shí)間復(fù)雜度。（對(duì)/錯(cuò)）

答案：錯(cuò)

4.HashMap的key必須實(shí)現(xiàn)hashCode和equals方法。（對(duì)/錯(cuò)）

答案：對(duì)

5.HashMap的resize操作發(fā)生在元素?cái)?shù)量達(dá)到當(dāng)前容量時(shí)。（對(duì)/錯(cuò)）

答案：錯(cuò)

6.HashMap的resize操作總是將容量翻倍。（對(duì)/錯(cuò)）

答案：對(duì)

7.HashMap的loadfactor越大，哈希表的沖突越少。（對(duì)/錯(cuò)）

答案：錯(cuò)

8.HashMap的resize操作是線程安全的。（對(duì)/錯(cuò)）

答案：錯(cuò)

9.HashMap的key和value都可以為null。（對(duì)/錯(cuò)）

答案：錯(cuò)

10.HashMap的resize操作發(fā)生在元素?cái)?shù)量達(dá)到閾值時(shí)。（對(duì)/錯(cuò)）

答案：對(duì)

四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共4題）

1.請(qǐng)簡(jiǎn)述HashMap的工作原理。

答案：

HashMap是基于數(shù)組和鏈表（或紅黑樹）實(shí)現(xiàn)的，它通過鍵的hashCode值來計(jì)算數(shù)組中的索引位置，如果兩個(gè)鍵的hashCode值相同，則會(huì)發(fā)生沖突，它們會(huì)被存儲(chǔ)在同一索引位置的鏈表中。當(dāng)鏈表的長(zhǎng)度超過一定閾值時(shí)，鏈表會(huì)轉(zhuǎn)換成紅黑樹以提高查找效率。

2.為什么HashMap的容量總是2的冪次方？

答案：

HashMap的容量總是2的冪次方是為了在進(jìn)行位運(yùn)算時(shí)能夠快速計(jì)算出索引位置，這樣可以提高哈希表的性能。

3.HashMap在什么情況下會(huì)進(jìn)行resize操作？

答案：

HashMap在元素?cái)?shù)量超過當(dāng)前容量和loadfactor的乘積時(shí)會(huì)進(jìn)行resize操作，即當(dāng)元素?cái)?shù)量超過閾值時(shí)。

4.HashMap的resize操作是如何進(jìn)行的？

答案：

HashMap的resize操作是將舊數(shù)組中的所有元素重新映射到新的數(shù)組中，這個(gè)過程涉及到重新計(jì)算每個(gè)元素的索引位置，并可能涉及到鏈表或紅黑樹的重新構(gòu)建。

五、討論題（每題5分，共4題）

1.討論HashMap在多線程環(huán)境下的線程安全問題，并提出解決方案。

答案：

在多線程環(huán)境下，HashMap不是線程安全的，因?yàn)槎鄠€(gè)線程可能會(huì)同時(shí)修改HashMap的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致。解決方案是使用Collections.synchronizedMap方法將HashMap包裝成線程安全的Map，或者使用ConcurrentHashMap。

2.討論HashMap中鏈表和紅黑樹的轉(zhuǎn)換機(jī)制，并分析其優(yōu)缺點(diǎn)。

答案：

當(dāng)鏈表長(zhǎng)度超過一定閾值時(shí)，鏈表會(huì)轉(zhuǎn)換成紅黑樹，這個(gè)閾值是treeifythreshold。鏈表的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是當(dāng)哈希沖突較多時(shí)，查找效率低。紅黑樹的優(yōu)點(diǎn)是查找效率較高，缺點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，占用空間更多。

3.討論HashMap的loadfactor對(duì)性能的影響，并給出合適的值。

答案：

loadfactor是HashMap的一個(gè)屬性，它決定了HashMap在元素?cái)?shù)量超過多少時(shí)會(huì)進(jìn)行resize操作。loadfactor的值越大，意味著HashMap在resize之前可以存儲(chǔ)更多的元素，這可以減少resize操作的次數(shù)，但同時(shí)也會(huì)增加哈希沖突的概率。一個(gè)合適的loadfactor值