2025年Java集合框架編程能力測(cè)試考試時(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)集合允許存儲(chǔ)重復(fù)元素？()A.`HashSet`B.`LinkedHashSet`C.`TreeSet`D.`ArrayList`2.在Java中，`HashMap`和`Hashtable`的主要區(qū)別之一是？()A.`HashMap`的鍵可以是`null`，`Hashtable`不可以B.`HashMap`是線程安全的，`Hashtable`不是C.`HashMap`的性能通常優(yōu)于`Hashtable`D.以上都是3.以下哪個(gè)接口是所有集合類（Collection）的根接口？()A.`List`B.`Set`C.`Map`D.`Collection`4.如果需要保持元素插入的順序，并且元素唯一，應(yīng)該選擇哪個(gè)集合？()A.`HashSet`B.`LinkedHashSet`C.`TreeSet`D.`Vector`5.以下哪個(gè)集合是線程不安全的？()A.`ArrayList`B.`LinkedList`C.`HashMap`D.`TreeMap`6.在遍歷集合時(shí)，為了安全地刪除元素，應(yīng)該使用？()A.`for`循環(huán)+`list.remove(index)`B.`Iterator`的`remove()`方法C.`list.clear()`D.`for-each`循環(huán)7.以下哪個(gè)類實(shí)現(xiàn)了`Map`接口，并且通常用于鍵值對(duì)存儲(chǔ)，支持快速查找？()A.`List`B.`Set`C.`ArrayList`D.`HashMap`8.`Set`接口通常不支持哪種操作？()A.添加元素B.刪除元素C.根據(jù)索引獲取元素D.檢查元素是否存在9.以下哪個(gè)集合是無(wú)序的？()A.`LinkedHashSet`B.`TreeSet`C.`HashSet`D.`TreeMap`10.Java8引入的哪個(gè)特性極大地簡(jiǎn)化了集合的處理，并支持函數(shù)式編程風(fēng)格？()A.泛型B.并發(fā)集合C.StreamAPID.Lambda表達(dá)式二、簡(jiǎn)答題（每題5分，共25分）1.簡(jiǎn)述`ArrayList`和`LinkedList`在內(nèi)存存儲(chǔ)和性能（增刪改查）方面的主要區(qū)別。2.解釋泛型在Java集合框架中的作用，并說(shuō)明為什么使用泛型？3.`HashMap`的put和get操作大致的時(shí)間復(fù)雜度是多少？簡(jiǎn)述其基本工作原理。4.迭代器（Iterator）的主要作用是什么？它可以用來(lái)修改集合嗎？5.什么是線程安全的集合？舉例說(shuō)明至少兩個(gè)Java中的線程安全集合，并簡(jiǎn)述其線程安全實(shí)現(xiàn)方式（或特點(diǎn)）。三、編程實(shí)現(xiàn)題（每題15分，共45分）1.編寫一個(gè)方法，接收一個(gè)`String`類型的`ArrayList`作為參數(shù)，返回一個(gè)新列表，其中只包含原列表中長(zhǎng)度大于5的字符串，并按字符串的自然順序（字典序）進(jìn)行排序。2.編寫代碼，創(chuàng)建一個(gè)`HashMap`，其中鍵是`String`類型（表示月份名稱，如"January"），值是`Integer`類型（表示該月份的天數(shù)）。然后遍歷這個(gè)映射，打印出每個(gè)月份及其天數(shù)。假設(shè)二月為28天。3.使用`StreamAPI`，從一個(gè)包含多個(gè)`Person`對(duì)象（`Person`類包含`name`和`age`兩個(gè)屬性）的`List`中，篩選出所有年齡大于30的人，按年齡升序排序，最后獲取這些人的名字列表。假設(shè)`Person`類已經(jīng)定義好，并提供相應(yīng)的getter方法。---試卷答案一、選擇題1.A2.A3.D4.B5.C6.B7.D8.C9.C10.C二、簡(jiǎn)答題1.解析：`ArrayList`基于動(dòng)態(tài)數(shù)組實(shí)現(xiàn)，內(nèi)存連續(xù)，查找速度快（O(1)），但插入和刪除（尤其是中間）較慢（O(n)）。`LinkedList`基于雙向鏈表實(shí)現(xiàn)，內(nèi)存不連續(xù)，查找慢（O(n)），但插入和刪除（如果知道位置）快（O(1)）。2.解析：泛型確保類型安全，在編譯期檢查，避免了運(yùn)行時(shí)的`ClassCastException`。它允許集合存儲(chǔ)特定類型的元素，并能在遍歷時(shí)保留該類型信息。3.解析：時(shí)間復(fù)雜度：put和get大致為O(1)。原理：`HashMap`通過(guò)鍵的`hashCode()`計(jì)算得到哈希值，然后通過(guò)哈希值確定存儲(chǔ)桶（bucket），元素存儲(chǔ)在桶中（通常使用鏈表或紅黑樹處理哈希沖突）。get操作根據(jù)鍵計(jì)算哈希值，定位桶，再在桶中查找鍵值對(duì)。4.解析：迭代器用于安全地遍歷集合，提供`next()`和`hasNext()`方法獲取元素和判斷是否還有元素。它可以用來(lái)刪除當(dāng)前指向的元素（通過(guò)`remove()`方法），但不能直接通過(guò)索引訪問或修改集合的結(jié)構(gòu)（如添加、刪除元素），否則會(huì)拋出`ConcurrentModificationException`。5.解析：線程安全的集合是指多個(gè)線程可以同時(shí)訪問，并且保證數(shù)據(jù)一致性和正確性的集合。例如：`Vector`、`Hashtable`、`Collections.synchronizedList(newArrayList<>())`、`ConcurrentHashMap`等。實(shí)現(xiàn)方式多樣，如`Vector`和`Hashtable`使用內(nèi)部鎖同步所有操作；`ConcurrentHashMap`使用分段鎖（Segment）或CAS操作實(shí)現(xiàn)高并發(fā)訪問；同步包裝器（`Collections.synchronized*`）則對(duì)單個(gè)方法加鎖。三、編程實(shí)現(xiàn)題1.代碼示例：```javaimportjava.util.ArrayList;importjava.util.Collections;importjava.util.List;publicclassCollectionTest{publicstaticList<String>filterAndSort(List<String>inputList){if(inputList==null)returnnewArrayList<>();List<String>resultList=newArrayList<>();for(Stringstr:inputList){if(str!=null&&str.length()>5){resultList.add(str);}}Collections.sort(resultList);returnresultList;}//其他代碼...}```解析思路：首先檢查輸入列表是否為null。然后創(chuàng)建一個(gè)空的結(jié)果列表。遍歷輸入列表，對(duì)每個(gè)字符串檢查是否非null且長(zhǎng)度大于5，如果是，則添加到結(jié)果列表中。最后，使用`Collections.sort()`對(duì)結(jié)果列表進(jìn)行自然排序（字典序）并返回。2.代碼示例：```javaimportjava.util.HashMap;importjava.util.Map;publicclassCollectionTest{publicstaticvoidmain(String[]args){Map<String,Integer>monthDays=newHashMap<>();monthDays.put("January",31);monthDays.put("February",28);monthDays.put("March",31);monthDays.put("April",30);monthDays.put("May",31);monthDays.put("June",30);monthDays.put("July",31);monthDays.put("August",31);monthDays.put("September",30);monthDays.put("October",31);monthDays.put("November",30);monthDays.put("December",31);for(Map.Entry<String,Integer>entry:monthDays.entrySet()){System.out.println(entry.getKey()+":"+entry.getValue()+"days");}}}```解析思路：創(chuàng)建一個(gè)`HashMap`實(shí)例。使用`put`方法添加鍵值對(duì)，鍵為月份名稱，值為天數(shù)。然后使用增強(qiáng)型`for`循環(huán)遍歷`HashMap`的`entrySet()`，每個(gè)`entry`代表一個(gè)鍵值對(duì)，通過(guò)`getKey()`和`getValue()`獲取月份名稱和天數(shù)，并打印。3.代碼示例：```javaimportjava.util.ArrayList;importjava.util.List;importjava.util.stream.Collectors;publicclassCollectionTest{publicstaticvoidmain(String[]args){List<Person>people=newArrayList<>();//假設(shè)people已被初始化并添加了Person對(duì)象List<String>names=people.stream()//創(chuàng)建流.filter(p->p.getAge()>30)//篩選年齡大于30.sorted((p1,p2)->p1.getAge()-p2.getAge())//按年齡升序排序.map(Person::getName)//提取名字.collect(Collectors.toList());//收集到列表System.out.println(names);}}//假設(shè)Person類定義如下：classPerson{privateStringname;privateintage;publicPerson(Stringname,intage){=name;this.age=age;}publicStringgetName(){returnname;}publ