2025年Java集合與泛型技術(shù)測(cè)試試卷考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪個(gè)集合類是線程安全的？()A.ArrayListB.LinkedListC.HashSetD.Vector2.在Java中，`HashMap`和`Hashtable`的主要區(qū)別之一是`HashMap`允許使用一個(gè)`null`鍵和多個(gè)`null`值，而`Hashtable`則不允許。()A.正確B.錯(cuò)誤3.如果希望集合中元素有序且唯一，應(yīng)優(yōu)先考慮使用哪個(gè)集合類？()A.ArrayListB.LinkedListC.HashSetD.TreeSet4.下列哪個(gè)接口是所有集合類的根接口？()A.CollectionB.ListC.SetD.Map5.在Java泛型中，`List<String>`和`List<Object>`之間是什么關(guān)系？()A.`List<String>`是`List<Object>`的子類型B.`List<Object>`是`List<String>`的子類型C.兩者沒有關(guān)系D.`List<String>`是`List<Object>`的父類型6.下列哪個(gè)泛型通配符表示一個(gè)未知類型的上界，可以接受該類型或其子類型的實(shí)例？()A.`?`B.`?extendsType`C.`?superType`D.`Type<?>`7.泛型信息在運(yùn)行時(shí)是否存在？()A.存在B.不存在8.以下哪個(gè)集合類允許添加重復(fù)元素？()A.`TreeSet`B.`HashSet`C.`ArrayList`D.`LinkedHashSet`9.當(dāng)遍歷集合時(shí)，如果集合內(nèi)容在遍歷過程中被修改（除迭代器自身的remove方法外），會(huì)拋出什么異常？()A.`NullPointerException`B.`IllegalArgumentException`C.`IllegalStateException`D.`ConcurrentModificationException`10.`Map`接口中的`keySet()`方法返回的是什么類型的集合？()A.`Set<Map.Entry<K,V>>`B.`Set<K>`C.`List<K>`D.`Collection<V>`二、簡(jiǎn)答題（每題5分，共25分）1.簡(jiǎn)述`ArrayList`和`LinkedList`的主要區(qū)別和各自適用于哪些場(chǎng)景。2.解釋什么是泛型？引入泛型的主要目的是什么？3.什么是類型擦除？簡(jiǎn)述泛型類型在字節(jié)碼中的表示形式。4.`HashMap`是如何實(shí)現(xiàn)快速查找的？簡(jiǎn)述其核心原理。5.`ConcurrentHashMap`是如何實(shí)現(xiàn)線程安全的？簡(jiǎn)述其相較于`Hashtable`或早期`Collections.synchronizedMap`的優(yōu)勢(shì)。三、應(yīng)用題（每題15分，共45分）1.編寫Java代碼，創(chuàng)建一個(gè)`ArrayList`，用于存儲(chǔ)字符串。然后依次添加元素`"apple"`,`"banana"`,`"orange"`。接著，使用迭代器（`Iterator`）遍歷并打印出所有元素。最后，使用`for-each`循環(huán)遍歷并打印出所有元素的首字母。2.編寫一個(gè)泛型方法`findMax`，該方法接受一個(gè)泛型類型的`List`作為參數(shù)，并返回該列表中的最大值（假設(shè)列表元素類型支持`Comparable`接口）。該方法不使用任何外部庫函數(shù)（如`Collections.max`），應(yīng)通過遍歷列表實(shí)現(xiàn)。3.假設(shè)有一個(gè)`Student`類，包含`name`（String）和`score`（int）兩個(gè)屬性。編寫代碼，創(chuàng)建一個(gè)`TreeMap`，其中鍵（Key）是`Student`對(duì)象，值（Value）是該學(xué)生的分?jǐn)?shù)。將至少兩個(gè)`Student`對(duì)象添加到`TreeMap`中。然后，按學(xué)生分?jǐn)?shù)從高到低（降序）遍歷并打印出所有學(xué)生的姓名和分?jǐn)?shù)。---試卷答案一、選擇題1.D2.A3.D4.A5.A6.B7.B8.C9.D10.B二、簡(jiǎn)答題1.解析：`ArrayList`基于動(dòng)態(tài)數(shù)組實(shí)現(xiàn)，支持隨機(jī)訪問（通過索引），添加和刪除元素（尤其是在數(shù)組末尾）效率較高（攤銷O(1)），但刪除或插入中間元素效率較低（O(n)）。`LinkedList`基于雙向鏈表實(shí)現(xiàn)，不支持隨機(jī)訪問（通過索引訪問是O(n)），但添加或刪除元素（尤其是在頭部或已知節(jié)點(diǎn)處）效率較高（O(1)）。`ArrayList`適用于需要頻繁隨機(jī)訪問元素的場(chǎng)景，而`LinkedList`適用于需要頻繁在列表中間添加或刪除元素的場(chǎng)景。2.解析：泛型是J2SE5.0引入的特性，允許在編譯時(shí)指定參數(shù)的類型，從而在編譯階段進(jìn)行類型檢查。引入泛型的主要目的是解決原始類型（rawtypes）帶來的類型安全問題，避免在運(yùn)行時(shí)發(fā)生ClassCastException，提高代碼的可讀性和可維護(hù)性，并增強(qiáng)代碼的復(fù)用性。3.解析：類型擦除是Java編譯器處理泛型的一種機(jī)制。編譯器在編譯時(shí)將泛型類型替換為它的邊界類型（如果沒有明確邊界，則替換為`Object`），并在字節(jié)碼中插入必要的類型檢查和轉(zhuǎn)換代碼。因此，泛型信息在運(yùn)行時(shí)是不存在的，Java虛擬機(jī)只看到原始類型和類型轉(zhuǎn)換指令。4.解析：`HashMap`通過使用哈希表（基于數(shù)組+鏈表/紅黑樹）實(shí)現(xiàn)快速查找。對(duì)于每個(gè)鍵值對(duì)，根據(jù)鍵的哈希碼計(jì)算出一個(gè)數(shù)組索引，將鍵值對(duì)存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)索引的鏈表或紅黑樹中。查找時(shí)，根據(jù)鍵的哈希碼定位到數(shù)組索引，然后在該位置的鏈表或紅黑樹中通過鍵的等值比較查找對(duì)應(yīng)的值，由于哈希函數(shù)設(shè)計(jì)良好，平均查找時(shí)間復(fù)雜度為O(1)。5.解析：`ConcurrentHashMap`通過分段鎖（SegmentLocking）或CAS（Compare-And-Swap）操作實(shí)現(xiàn)線程安全。`Segment`是`ConcurrentHashMap`的一個(gè)內(nèi)部類，代表一個(gè)獨(dú)立的哈希表段。每個(gè)`Segment`維護(hù)自己的鎖，允許多個(gè)線程并發(fā)訪問不同的`Segment`，從而提高了并發(fā)性能。相較于使用一個(gè)全局鎖的`Hashtable`或`Collections.synchronizedMap`，`ConcurrentHashMap`允許多個(gè)讀寫操作并發(fā)進(jìn)行，吞吐量更高。三、應(yīng)用題1.解析：首先創(chuàng)建`ArrayList<String>`實(shí)例。然后使用`add`方法添加元素。遍歷方式有兩種：一是獲取`Iterator`對(duì)象，調(diào)用`hasNext`和`next`方法進(jìn)行遍歷；二是直接使用增強(qiáng)型`for-each`循環(huán)。打印元素時(shí)，獲取每個(gè)字符串的首字母并輸出。注意`Iterator`的`remove`方法用于刪除當(dāng)前元素。```javaimportjava.util.ArrayList;importjava.util.Iterator;publicclassTest1{publicstaticvoidmain(String[]args){ArrayList<String>list=newArrayList<>();list.add("apple");list.add("banana");list.add("orange");//使用Iterator遍歷Iterator<String>it=list.iterator();while(it.hasNext()){Stringfruit=it.next();System.out.println(fruit);}//使用for-each遍歷并打印首字母for(Stringfruit:list){System.out.println(fruit.charAt(0));}}}```2.解析：定義一個(gè)泛型方法`findMax`，參數(shù)類型為`List<T>`，其中`T`必須實(shí)現(xiàn)`Comparable<T>`接口。方法內(nèi)部使用一個(gè)變量`max`記錄當(dāng)前最大值，遍歷列表中的每個(gè)元素，使用`compareTo`方法進(jìn)行比較，如果發(fā)現(xiàn)更大的元素則更新`max`。最后返回`max`。注意，如果列表為空，需要處理異?；蚍祷靥囟ㄖ担ㄈ鏯null`或拋出異常）。```javaimportjava.util.List;publicclassTest2{publicstatic<TextendsComparable<T>>TfindMax(List<T>list){if(list==null||list.isEmpty()){//處理空列表情況，可根據(jù)需求返回null或拋出異常returnnull;//示例}Tmax=list.get(0);for(Telement:list){if(pareTo(max)>0){max=element;}}returnmax;}}```3.解析：定義`Student`類，包含`name`和`score`屬性，并實(shí)現(xiàn)`Comparable<Student>`接口，重寫`compareTo`方法根據(jù)`score`降序排列。創(chuàng)建`TreeMap<Student,Integer>`實(shí)例，鍵為`Student`對(duì)象，值為分?jǐn)?shù)。添加至少兩個(gè)`Student`對(duì)象到`TreeMap`中。`TreeMap`默認(rèn)按鍵的自然順序排序，由于`Student`實(shí)現(xiàn)了`Comparable`，將按分?jǐn)?shù)降序排列。最后，使用增強(qiáng)型`for-each`循環(huán)遍歷`TreeMap`的鍵集（`keySet()`），獲取每個(gè)`Student`對(duì)象并打印其`name`和`score`。```javaimportjava.util.ArrayList;importjava.util.List;importjava.util.TreeMap;publicclassTest3{publicstaticvoidmain(String[]args){//假設(shè)Student類已定義并實(shí)現(xiàn)Comparable<Student>TreeMap<Student,Integer>map=newTreeMap<>();map.put(newStudent