Java 常见常用算法详解（2026 最新版 · 面试 + 生产实用）
以下内容精选了 Java 开发和面试中出现频率最高、最实用的 20+ 个算法，按实际使用场景分类整理。每种算法都包含：
- 核心思想
- 时间/空间复杂度
- Java 完整可运行代码（JDK 8+ 风格）
- 适用场景 & 面试高频追问
- 优化点
一、排序算法（面试必考 Top 3）
| 算法 | 时间复杂度（平均/最坏） | 空间复杂度 | 稳定性 | 适用场景 | 推荐指数 |
|---|---|---|---|---|---|
| 快速排序 | O(nlog n) / O(n²) | O(log n) | 不稳定 | 大数据量、综合性能最佳 | ★★★★★ |
| 归并排序 | O(nlog n) | O(n) | 稳定 | 链表排序、外部排序、稳定需求 | ★★★★★ |
| 堆排序 | O(nlog n) | O(1) | 不稳定 | TopK、优先队列 | ★★★★☆ |
1. 快速排序（Quick Sort）—— 最常用
public static void quickSort(int[] arr, int left, int right) {
if (left >= right) return;
int pivot = partition(arr, left, right); // 选基准并分区
quickSort(arr, left, pivot - 1);
quickSort(arr, pivot + 1, right);
}
private static int partition(int[] arr, int left, int right) {
int pivot = arr[right]; // 选最右为基准（可随机优化）
int i = left - 1;
for (int j = left; j < right; j++) {
if (arr[j] < pivot) {
i++;
swap(arr, i, j);
}
}
swap(arr, i + 1, right);
return i + 1;
}
private static void swap(int[] arr, int i, int j) {
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}优化技巧（面试加分）：
- 三数取中选基准
- 小数组切换插入排序
- 随机化基准（
int pivotIndex = left + random.nextInt(right - left + 1);）
2. 归并排序（Merge Sort）
public static void mergeSort(int[] arr, int left, int right) {
if (left >= right) return;
int mid = left + (right - left) / 2;
mergeSort(arr, left, mid);
mergeSort(arr, mid + 1, right);
merge(arr, left, mid, right);
}
private static void merge(int[] arr, int left, int mid, int right) {
int[] temp = new int[right - left + 1];
int i = left, j = mid + 1, k = 0;
while (i <= mid && j <= right) {
temp[k++] = arr[i] <= arr[j] ? arr[i++] : arr[j++];
}
while (i <= mid) temp[k++] = arr[i++];
while (j <= right) temp[k++] = arr[j++];
System.arraycopy(temp, 0, arr, left, temp.length);
}二、查找算法
| 算法 | 时间复杂度 | 适用条件 | 推荐指数 |
|---|---|---|---|
| 二分查找 | O(log n) | 有序数组 | ★★★★★ |
| 线性查找 | O(n) | 无序小数组 | ★★★☆☆ |
二分查找（Binary Search）模板（必须背熟）
// 查找第一个 >= target 的位置（左边界）
public static int lowerBound(int[] arr, int target) {
int left = 0, right = arr.length;
while (left < right) {
int mid = left + (right - left) / 2;
if (arr[mid] < target) {
left = mid + 1;
} else {
right = mid;
}
}
return left;
}三、双指针 / 滑动窗口（2026 年高频）
经典滑动窗口模板（固定 + 动态）
// 动态窗口：最长无重复子串
public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
Map<Character, Integer> window = new HashMap<>();
int left = 0, maxLen = 0;
for (int right = 0; right < s.length(); right++) {
char c = s.charAt(right);
window.put(c, window.getOrDefault(c, 0) + 1);
while (window.get(c) > 1) { // 收缩左边界
char d = s.charAt(left);
window.put(d, window.get(d) - 1);
left++;
}
maxLen = Math.max(maxLen, right - left + 1);
}
return maxLen;
}四、链表经典算法
反转链表（迭代 + 递归）
// 迭代版（最常用）
public ListNode reverseList(ListNode head) {
ListNode prev = null, curr = head;
while (curr != null) {
ListNode next = curr.next;
curr.next = prev;
prev = curr;
curr = next;
}
return prev;
}快慢指针经典用法
- 找链表中点：快慢指针
- 判断环：Floyd 判圈法
- 删除倒数第 N 个节点
五、树与二叉树
前中后序遍历（递归 + 非递归）
// Morris 遍历（空间 O(1)）—— 面试加分神器
public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
List<Integer> res = new ArrayList<>();
TreeNode cur = root;
while (cur != null) {
if (cur.left == null) {
res.add(cur.val);
cur = cur.right;
} else {
TreeNode prev = cur.left;
while (prev.right != null && prev.right != cur) {
prev = prev.right;
}
if (prev.right == null) {
prev.right = cur;
cur = cur.left;
} else {
prev.right = null;
res.add(cur.val);
cur = cur.right;
}
}
}
return res;
}六、动态规划入门（最常考）
经典 01 背包
public int knapsack(int[] weights, int[] values, int capacity) {
int n = weights.length;
int[] dp = new int[capacity + 1];
for (int i = 0; i < n; i++) {
for (int j = capacity; j >= weights[i]; j--) {
dp[j] = Math.max(dp[j], dp[j - weights[i]] + values[i]);
}
}
return dp[capacity];
}七、其他高频算法速查表
| 算法类型 | 经典题目（LeetCode） | 核心技巧 |
|---|---|---|
| 贪心 | 455 分发饼干、122 买卖股票 | 局部最优 → 全局最优 |
| 并查集 | 200 岛屿数量、547 省份数量 | Union-Find + 路径压缩 |
| 拓扑排序 | 207 课程表 | Kahn / DFS |
| KMP | 28 实现 strStr() | 前缀表 |
| 位运算 | 136 只出现一次的数字、191 位1的个数 | n & (n-1) |
| 数学 | 7 整数反转、9 回文数 | 取余 / 数学公式 |
八、2026 年算法学习建议
- 刷题顺序推荐：
- 第一轮：LeetCode Hot 100（按标签刷）
- 第二轮：剑指 Offer + 程序员面试金典
- 第三轮：LeetCode 精选 200 + 公司题库（字节/阿里/美团）
- Java 实现注意点：
- 优先使用
ArrayDeque代替Stack和LinkedList - 优先使用
PriorityQueue（堆） - 字符串操作优先
StringBuilder
- 面试答题模板（强烈推荐）：
- 先说时间/空间复杂度
- 再讲核心思想（双指针/动态规划/贪心…）
- 给出代码框架
- 最后说优化点 / 边界处理
需要我继续展开哪一块？
- 排序算法全家桶（7 大排序完整代码 + 动画描述）
- 动态规划专题（背包、股票、子序列、区间 DP）
- 图论算法（BFS/DFS/Dijkstra/Floyd/拓扑排序）
- 字符串专题（KMP + Manacher + 滑动窗口）
- LeetCode 高频 50 题 Java 模板合集
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