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字节 - 2024/12/10

📝 题解：

Java 的基本数据类型

Java 有 8 种基本数据类型，分为四类：

类别	类型	位数	默认值	范围/说明
整数型	byte	8	0	-128 ~ 127
	short	16	0	-32768 ~ 32767
	int	32	0	-2^31 ~ 2^31-1
	long	64	0L	-2^63 ~ 2^63-1
浮点型	float	32	0.0f	单精度，需后缀 f（如 3.14f）
	double	64	0.0d	双精度，默认浮点类型
字符型	char	16	'\u0000'	单个 Unicode 字符（如 'A'）
布尔型	boolean	-	false	仅 true/false

注意：基本数据类型的变量直接存储值，而非对象。在集合中需使用对应的包装类（如 Integer、Double）。

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Java 的集合类型（Collection Framework）

Java 集合框架分为 Collection 和 Map 两大类：

1. Collection 接口（单元素集合）

• List（有序，可重复）：
  • ArrayList：基于动态数组，查询快（O(1)），增删慢。
  • LinkedList：基于双向链表，增删快（O(1)），查询慢（O(n)）。
  • Vector：线程安全的动态数组（已过时，可用 CopyOnWriteArrayList 替代）。
• Set（无序，不可重复）：
  • HashSet：基于哈希表，快速插入和查询（O(1)）。
  • LinkedHashSet：保持插入顺序的 HashSet。
  • TreeSet：基于红黑树，元素按自然顺序或自定义顺序排序（O(log n)）。
• Queue（队列）：
  • LinkedList：可作普通队列或双端队列（Deque）。
  • PriorityQueue：基于堆的优先级队列。

2. Map 接口（键值对集合）

• HashMap：基于哈希表，键无序，允许 null 键/值（非线程安全）。
• LinkedHashMap：保持插入顺序的 HashMap。
• TreeMap：基于红黑树，键按自然顺序或自定义顺序排序。
• Hashtable：线程安全的哈希表（已过时，建议用 ConcurrentHashMap）。

3. 线程安全集合

• ConcurrentHashMap：分段锁实现的线程安全 HashMap。
• CopyOnWriteArrayList：写时复制的线程安全 List。
• BlockingQueue：支持阻塞操作的线程安全队列（如 ArrayBlockingQueue）。

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示例代码

// 基本数据类型
int num = 10;
double price = 9.99;
char grade = 'A';

// 集合示例
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Java");

Set<Integer> set = new HashSet<>();
set.add(100);

Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("age", 25);

Queue<String> queue = new LinkedList<>();
queue.offer("task1");

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关键区别

• 数组 vs 集合：数组大小固定，集合动态扩容。
• List vs Set：List 允许重复和顺序访问，Set 去重。
• HashMap vs TreeMap：HashMap 基于哈希表（无序），TreeMap 有序。

提示：根据场景选择数据结构。例如，高频查询用 ArrayList，去重用 HashSet，排序用 TreeSet，线程安全用 ConcurrentHashMap。

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面试高频问题扩展

1. HashMap vs. Hashtable
   • HashMap 非线程安全，Hashtable 线程安全（方法加 synchronized）。
   • HashMap 允许 null 键值，Hashtable 不允许。
2. ArrayList vs. LinkedList
   • 随机访问：ArrayList 更快（数组索引）；增删操作：LinkedList 更快（指针操作）。
3. ConcurrentHashMap 如何保证线程安全？
   • JDK 1.7：分段锁（Segment），减少锁竞争。
   • JDK 1.8：CAS + synchronized 锁单个桶（Node）。
4. 集合的 fail-fast 机制
   • 迭代时检测到结构性修改（如并发修改），抛出 ConcurrentModificationException。
5. 如何选择集合类型？
   • 查询多：ArrayList、HashMap；增删多：LinkedList、LinkedHashMap；排序需求：TreeSet、TreeMap。

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总结

• 基本数据类型：关注内存占用、范围及默认值。
• 集合类型：掌握底层实现、线程安全、适用场景及性能差异。
• 面试核心：结合源码理解设计原理（如 HashMap 的哈希冲突解决、ConcurrentHashMap 的分段锁机制）。