2025年数据结构java面试题及答案

2025年数据结构java面试题及答案本文借鉴了近年相关经典试题创作而成，力求帮助考生深入理解测试题型，掌握答题技巧，提升应试能力。一、选择题1.在Java中，以下哪个数据结构是线程安全的？A.ArrayListB.LinkedListC.VectorD.HashSet2.以下哪个数据结构最适合用于实现LRU(LeastRecentlyUsed)缓存？A.ArrayB.LinkedListC.HashTableD.Tree3.在Java中，以下哪个方法用于向队列中添加一个元素？A.remove()B.poll()C.offer()D.push()4.在Java中，以下哪个方法用于从栈中弹出一个元素？A.add()B.pop()C.push()D.remove()5.在Java中，以下哪个集合类不允许存储重复元素？A.ArrayListB.LinkedListC.HashSetD.HashMap6.在Java中，以下哪个集合类提供有序的元素存储？A.ArrayListB.LinkedListC.HashSetD.TreeSet7.在Java中，以下哪个方法用于获取集合中元素的个数？A.size()B.length()C.count()D.countElements()8.在Java中，以下哪个方法用于检查集合是否为空？A.isEmpty()B.isNull()C.isEmptyObject()D.isBlank()9.在Java中，以下哪个方法用于从集合中删除指定元素的一个实例？A.remove()B.delete()C.eliminate()D.removeElement()10.在Java中，以下哪个方法用于将一个集合添加到另一个集合中？A.addAll()B.appendAll()C.mergeAll()D.combineAll()二、填空题1.在Java中，`LinkedList`的底层实现是基于________的。2.在Java中，`HashSet`的底层实现是基于________的。3.在Java中，`ArrayList`的扩容策略是________。4.在Java中，`Stack`的后进先出特性可以用________来实现。5.在Java中，`Queue`的先进先出特性可以用________来实现。6.在Java中，`TreeSet`的元素排序是基于________的。7.在Java中，`HashMap`的键值对存储是基于________的。8.在Java中，`TreeMap`的键值对存储是基于________的。9.在Java中，`PriorityQueue`的元素排序是基于________的。10.在Java中，`ArrayList`的查询时间复杂度是________。三、简答题1.请简述ArrayList和LinkedList的区别。2.请简述HashMap和HashTable的区别。3.请简述TreeSet和HashSet的区别。4.请简述Stack和Queue的区别。5.请简述ArrayList和HashMap的扩容策略。四、编程题1.请实现一个简单的LRU缓存，使用双向链表和哈希表。2.请实现一个简单的栈，使用数组。3.请实现一个简单的队列，使用链表。4.请实现一个简单的哈希表，使用链表解决冲突。5.请实现一个简单的二叉树，并实现前序遍历、中序遍历和后序遍历。五、算法题1.请编写一个算法，判断一个字符串是否是回文。2.请编写一个算法，找出数组中的最大值和最小值。3.请编写一个算法，实现快速排序。4.请编写一个算法，实现二分查找。5.请编写一个算法，实现图的深度优先搜索。---答案和解析一、选择题1.C.Vector-Vector是线程安全的，而ArrayList不是。2.B.LinkedList-LinkedList适合实现LRU缓存，因为可以快速移动元素。3.C.offer()-offer()方法用于向队列中添加一个元素。4.B.pop()-pop()方法用于从栈中弹出一个元素。5.C.HashSet-HashSet不允许存储重复元素。6.D.TreeSet-TreeSet提供有序的元素存储。7.A.size()-size()方法用于获取集合中元素的个数。8.A.isEmpty()-isEmpty()方法用于检查集合是否为空。9.A.remove()-remove()方法用于从集合中删除指定元素的一个实例。10.A.addAll()-addAll()方法用于将一个集合添加到另一个集合中。二、填空题1.在Java中，`LinkedList`的底层实现是基于双向链表的。2.在Java中，`HashSet`的底层实现是基于哈希表的。3.在Java中，`ArrayList`的扩容策略是原来的1.5倍。4.在Java中，`Stack`的后进先出特性可以用数组来实现。5.在Java中，`Queue`的先进先出特性可以用链表来实现。6.在Java中，`TreeSet`的元素排序是基于红黑树的。7.在Java中，`HashMap`的键值对存储是基于哈希表的。8.在Java中，`TreeMap`的键值对存储是基于红黑树的。9.在Java中，`PriorityQueue`的元素排序是基于堆的。10.在Java中，`ArrayList`的查询时间复杂度是O(1)。三、简答题1.请简述ArrayList和LinkedList的区别。-ArrayList基于动态数组实现，查询快（O(1)），插入和删除慢（O(n)）。-LinkedList基于双向链表实现，插入和删除快（O(1)），查询慢（O(n)）。2.请简述HashMap和HashTable的区别。-HashMap不是线程安全的，而HashTable是线程安全的。-HashMap允许一个null键和一个null值，而HashTable不允许。3.请简述TreeSet和HashSet的区别。-TreeSet基于红黑树实现，元素有序，查询和插入的时间复杂度是O(logn)。-HashSet基于哈希表实现，元素无序，查询和插入的时间复杂度是O(1)。4.请简述Stack和Queue的区别。-Stack是后进先出（LIFO），Queue是先进先出（FIFO）。5.请简述ArrayList和HashMap的扩容策略。-ArrayList的扩容策略是原来的1.5倍。-HashMap的扩容策略是原来的两倍。四、编程题1.请实现一个简单的LRU缓存，使用双向链表和哈希表。```javaclassLRUCache<K,V>{privatefinalintcapacity;privatefinalMap<K,Node>map;privatefinalNodehead,tail;publicLRUCache(intcapacity){this.capacity=capacity;map=newHashMap<>();head=newNode(null,null);tail=newNode(null,null);head.next=tail;tail.prev=head;}publicVget(Kkey){Nodenode=map.get(key);if(node==null)returnnull;moveToHead(node);returnnode.value;}publicvoidput(Kkey,Vvalue){Nodenode=map.get(key);if(node==null){NodenewNode=newNode(key,value);map.put(key,newNode);addToHead(newNode);if(map.size()>capacity){Nodelru=tail.prev;removeNode(lru);map.remove(lru.key);}}else{node.value=value;moveToHead(node);}}privatevoidaddToHead(Nodenode){node.prev=head;node.next=head.next;head.next.prev=node;head.next=node;}privatevoidremoveNode(Nodenode){node.prev.next=node.next;node.next.prev=node.prev;}privatevoidmoveToHead(Nodenode){removeNode(node);addToHead(node);}privatestaticclassNode<K,V>{Kkey;Vvalue;Node<K,V>prev;Node<K,V>next;Node(Kkey,Vvalue){this.key=key;this.value=value;}}}```2.请实现一个简单的栈，使用数组。```javaclassSimpleStack<T>{privateT[]elements;privateintsize;privatestaticfinalintDEFAULT_CAPACITY=10;publicSimpleStack(){elements=(T[])newObject[DEFAULT_CAPACITY];}publicvoidpush(Titem){if(size==elements.length){thrownewStackOverflowError();}elements[size++]=item;}publicTpop(){if(size==0){thrownewIllegalStateException("Stackisempty");}returnelements[--size];}publicTpeek(){if(size==0){thrownewIllegalStateException("Stackisempty");}returnelements[size-1];}publicbooleanisEmpty(){returnsize==0;}publicintsize(){returnsize;}}```3.请实现一个简单的队列，使用链表。```javaclassSimpleQueue<T>{privateNode<T>head,tail;publicSimpleQueue(){head=tail=null;}publicvoidenqueue(Titem){Node<T>newNode=newNode<>(item);if(tail==null){head=tail=newNode;}else{tail.next=newNode;tail=newNode;}}publicTdequeue(){if(head==null){thrownewIllegalStateException("Queueisempty");}Titem=head.data;head=head.next;if(head==null){tail=null;}returnitem;}publicbooleanisEmpty(){returnhead==null;}publicintsize(){intcount=0;Node<T>current=head;while(current!=null){count++;current=current.next;}returncount;}privatestaticclassNode<T>{Tdata;Node<T>next;Node(Tdata){this.data=data;}}}```4.请实现一个简单的哈希表，使用链表解决冲突。```javaclassSimpleHashMap<K,V>{privatestaticfinalintDEFAULT_CAPACITY=16;privatestaticfinalfloatLOAD_FACTOR=0.75f;privateNode<K,V>[]buckets;publicSimpleHashMap(){buckets=newNode[DEFAULT_CAPACITY];}publicvoidput(Kkey,Vvalue){intindex=getIndex(key);Node<K,V>newNode=newNode<>(key,value);if(buckets[index]==null){buckets[index]=newNode;}else{Node<K,V>current=buckets[index];while(current.next!=null){if(current.key.equals(key)){current.value=value;return;}current=current.next;}if(current.key.equals(key)){current.value=value;}else{current.next=newNode;}}}publicVget(Kkey){intindex=getIndex(key);Node<K,V>current=buckets[index];while(current!=null){if(current.key.equals(key)){returncurrent.value;}current=current.next;}returnnull;}publicVremove(Kkey){intindex=getIndex(key);Node<K,V>current=buckets[index];Node<K,V>prev=null;while(current!=null){if(current.key.equals(key)){if(prev==null){buckets[index]=current.next;}else{prev.next=current.next;}returncurrent.value;}prev=current;current=current.next;}returnnull;}privateintgetIndex(Kkey){returnkey==null?0:Math.abs(key.hashCode())%DEFAULT_CAPACITY;}privatestaticclassNode<K,V>{Kkey;Vvalue;Node<K,V>next;Node(Kkey,Vvalue){this.key=key;this.value=value;}}}```5.请实现一个简单的二叉树，并实现前序遍历、中序遍历和后序遍历。```javaclassTreeNode<T>{Tvalue;TreeNode<T>left;TreeNode<T>right;TreeNode(Tvalue){this.value=value;}}classBinaryTree<T>{TreeNode<T>root;publicvoidpreorderTraversal(TreeNode<T>node){if(node==null)return;System.out.print(node.value+"");preorderTraversal(node.left);preorderTraversal(node.right);}publicvoidinorderTraversal(TreeNode<T>node){if(node==null)return;inorderTraversal(node.left);System.out.print(node.value+"");inorderTraversal(node.right);}publicvoidpostorderTraversal(TreeNode<T>node){if(node==null)return;postorderTraversal(node.left);postorderTraversal(node.right);System.out.print(node.value+"");}}```五、算法题1.请编写一个算法，判断一个字符串是否是回文。```javapublicbooleanisPalindrome(Strings){intleft=0;intright=s.length()-1;while(left<right){if(s.charAt(left)!=s.charAt(right)){returnfalse;}left++;right--;}returntrue;}```2.请编写一个算法，找出数组中的最大值和最小值。```javapublicint[]findMinMax(int[]arr){intmin=arr[0];intmax=arr[0];for(inti=1;i<arr.length;i++){if(arr[i]<min){min=arr[i];}if(arr[i]>max){max=arr[i];}}returnnewint[]{min,max};}```3.请编写一个算法，实现快速排序。```javapublicvoidquickSort(int[]arr,intleft,intright){if(left<right){intpivotIndex=partition(arr,left,right);quickSort(arr,left,pivotIndex-1);quickSort(arr,pivotIndex+1,right);}}privateintpartition(int[]arr,intleft,intright){intpivot=arr[right];inti=left-1;f