Java 面試核心題精選（一）：JVM、集合、多線程、Big-O 等高頻考點詳解

Java 面試核心題精選（一）：JVM、集合、多線程、Big-O 等高頻考點詳解

1. 什麼是 JVM？為何 Java 被稱為「平台無關性」語言？

• JVM (Java Virtual Machine)： 執行 Java 位元碼的虛擬機進程。Java 源碼編譯為 .class 位元碼，由 JVM 解釋執行。
• 跨平台原理： Java 設計允許「一次編寫，到處運行」。JVM 屏蔽了底層作業系統與硬體差異（指令長度、記憶體模型等），不同平台安裝對應 JVM 即可運行相同位元碼。

2. static 關鍵字含義？能否覆寫 private 或 static 方法？

• 含義： 修飾的成員屬於類而非實例，無需建立物件即可透過 類名.成員 訪問。
• static 方法不可覆寫： 覆寫基於運行期動態綁定，static 方法屬於類，編譯期靜態綁定。子類定義同名靜態方法稱為「隱藏」，非覆寫。
• private 方法不可覆寫： 子類不可見，自然無法覆寫。

3. 創建線程的三種方式？推薦哪種？

1. 繼承 Thread 類
2. 實現 Runnable 介面
3. 使用 ExecutorService 線程池框架

推薦實現 Runnable / 使用線程池：

• 避免單繼承限制（已繼承其他類時無法繼承 Thread）。
• 線程池復用線程、控制併發數、提升效率，生產環境標準做法。

4. Java 集合框架核心介面有哪些？

• Collection：元素集合根介面。
• Set：不重複元素集合（HashSet, TreeSet）。
• List：有序、可重複（ArrayList, LinkedList）。
• Map：鍵值對映射，鍵唯一（HashMap, TreeMap）。

5. 有序陣列 vs 無序陣列：如何權衡？

頻繁查找選有序，頻繁插入選無序。

6. 集合框架最佳實踐

• 根據場景選型：元素固定用陣列，動態用 ArrayList；需線程安全用 CopyOnWriteArrayList 或 Collections.synchronizedList。
• 預估大小指定初始容量（new ArrayList<>(100)），減少擴容開銷。
• 全面使用泛型，保證類型安全、避免 ClassCastException、提升可讀性。
• 優先用 JDK 不可變類（String, Integer 等）作為 Map Key，免去自寫 hashCode/equals。
• 面向介面編程：List<String> list = new ArrayList<>();
• 集合為空返回 Collections.emptyList() 或長度 0 陣列，勿返回 null。

7. 什麼是 PriorityQueue（優先級隊列）？

• 基於優先級堆的無界隊列，元素按自然順序或自定義 Comparator 排序。
• 不允許 null 值（無自然順序）。
• 非線程安全，入隊/出隊時間複雜度 O(log n)。

8. 理解 Big-O 符號？舉例說明。

• 定義： 描述算法在最壞情況下，隨輸入規模增長的時間/空間複雜度上界。
• 常見複雜度： O(1) < O(log n) < O(n) < O(n log n) < O(n²) < O(2ⁿ)。
• 集合操作例子：
  • ArrayList 隨機存取 O(1)，插入刪除 O(n)。
  • LinkedList 頭尾操作 O(1)，隨機存取 O(n)。
  • HashMap 查找/插入 平均 O(1)。
  • TreeMap (紅黑樹) 查找/插入 O(log n)。
• 選型時綜合考量時間、記憶體、併發場景，Big-O 提供量化決策依據。