Java面试之Java基础问题答案口述整理

2023-01-31 09:39:30

Java面试之基础问题答案口述整理

面向对象的理解

面向对象思想就是在计算机程序设计过程中，把具体事物的属性特性和行为特征抽象出来，描述成计算机事件的设计思想。它区别于面向过程的思想，强调的是通过调用对象的行为来实现功能，而不是自己一步步去操作实现。举个洗衣服的例子，采用面向过程的思想去完成洗衣服这个需求，需要一步步实现，首先把衣服脱下来，再找个盆，加入洗衣粉，加水浸泡，开始洗衣服，然后清洗，再拧干最后晾起来，它强调的是步骤；而采用面向对象的思想去完成这个需求时，我们只需要找到一个对象，然后调用对象的行为来实现需求，而这个对象就是全自动洗衣机，使用这个对象的洗衣功能就能完成需求，它不关注中间步骤，强调的是对象。

对象和类的关系：

类是对一类事物的描述，是抽象的；

对象是一类事物的实例，是具体的；

类是对象的模板，对象是类的实体。

Java语言是一种面向对象的语言，包含了三大基本特征，即封装、继承和多态。

封装就是把一个对象的属性私有化，对于需要访问的属性提供一些可以被外界访问的公共方法。采用private关键字来完成封装操作，被private关键字修饰的的成员变量和成员方法，只能在本类中访问。适当的封装可以让代码更容易理解和维护，也加强了代码的安全性。

继承就是子类继承父类的属性和行为，使得子类对象具有与父类相同的属性和行为。子类可以直接访问父类中的非私有的属性和行为（共性抽取）。同时子类可以拥有自己的属性和方法实现对父类的扩展，同时子类也可以根据需要重写父类方法实现对父类的增强。Java只支持单继承。

多态指的是同一行为具有多个不同的表现形式。比如跑这一行为，猫、狗、马等跑起来是不用一样的。像这样同一行为，通过不同事物可以体现不同形态，这就是多态。在Java中有两种形式可以实现多态：继承（多个子类对同一方法的重写）和实现（实现接口时重写接口中的同一方法）。在Java中多态体现在：父类引用指向子类对象、方法重写。多态的优点在于使程序编写更简单，同时具有良好的扩展性。

抽象类和接口

说到抽象类，先说抽象方法，抽象方法就是没有方法体的方法，我们把包含抽象方法的类叫做抽象类。采用格式修饰符 + abstract class + 类名来定义一个抽象类。抽象类方法可以是public、protected和default修饰。

  • 抽象类不能创建对象；
  • 抽象类中，不一定包含抽象方法，但是有抽象方法的类必定是抽象类；
  • 抽象类的子类必须重写父类中所有的抽象方法，除非该子类也是抽象类；

接口是Java中的一种引用类型，是方法的集合，接口内部封装了方法，包含抽象方法（JDK7及以前），默认方法和静态方法（JDK8），私有方法（JDK9）。采用修饰符 + interface + 接口名来定义一个接口。接口不能创建对象，可以被实现（implements关键字）。接口方法默认是public修饰。实现接口的类必须实现接口中所有抽象方法，否则必须是一个抽象类。通过对接口中抽象方法进行重写可以进行接口多实现，这是多态的体现。接口的好处在于：1）制定标准。制定标准的目的就是为了让定义和实现分离，而接口作为完全的抽象，是标准制定的不二之选。2）提供抽象。接口的抽象特性得以让接口的调用者和实现者可以完全的解耦。

类中各部分的初始化顺序

一个类中的初始化顺序

类内容（静态变量、静态代码块）==> 实例内容（成员变量、初始化块、构造器）

具有继承关系的两个类的初始化顺序

父类静态变量、静态代码块 ==> 子类静态变量、静态代码块 ==> 父类成员变量、初始化块、构造器 ==> 子类成员变量、初始化块、构造器

Java创建类的实例的几种方法

  • new关键字

    User user = new User();

  • 反射

    // 方法1: Class.forName("全类名")
    
User u1 = (User) Class.forName("com.chiaki.domain.User").newInstance();
    
// 方法2: 已有实例对象.getclass()
    
User u = new User();
    
User u2 = u.getClass().newInstance();
    
// 方法3: 类名.class
    
User u3 = User.class.newInstance();

  • 调用对象的clone()方法，只限于实现了java.lang.Cloneable接口的类。

    User user = new User();
    
User userCopy = (User) user.clone();

  • 运用反序列化手段

    序列化指将对象状态转化为可保持或传输的格式的过程，被序列化的对象必须实现java.io.Serializable接口（被state和transient关键字修饰的成员变量不能被序列化）。因此通过反序列化手段可以将流转化成对象，从而完成对象的创建。

JVM、JDK、JRE的关系

JVM全称Java Virtual Machine，即Java虚拟机，是运行Java字节码（.class文件）的虚拟机。JVM面对不同的OS会有特定的实现，目的在于使用相同的字节码文件，在不同OS都会给出相同结果（一次编译，处处运行）。

JDK全程Java Development Kit，即Java开发工具包。JDK = Java开发工具（编译器javac、jar、javadoc等） + JRE。

JRE是Java运行时环境，用于运行已经编译的Java程序。JRE = JVM + Java核心类库（java.lang包）。

总结：JDK = Java开发工具 + JRE = Java开发工具 + JVM + Java核心类库。

Java的数据类型

基本类型：byte[1]、short[2]、int[4]、long[8]、float[4]、double[8]、char[2]、boolean[1]

引用类型：接口、数组、类

为什么有了double后还需要long？

  • long与double在java中本身都是用64位存储的，但是他们的存储方式不同，导致double可储存的范围比long大很多；
  • long可以准确存储19位数字，而double只能准备存储16位数字（实际测试，是17位）。double由于有exp位，可以存16位以上的数字，但是需要以低位的不精确作为代价。如果一个大于17位的long型数字存到double上，就会丢失数字末尾的精度；
  • 如果需要高于19位数字的精确存储，则必须用BigInteger来保存，当然会牺牲一些性能。

重写和重载

重写（Override）的范围是在继承关中的子类中，发生在运行期，指的是方法名相同，参数列表相同，返回类型相同，异常范围小于等于父类，访问修饰符的范围大于等于父类；

重载（Overload）的范围是在同一个类中，发生在编译期，指的是方法名相同，参数列表不同（顺序、个数），返回类型、异常以及访问修饰符都可以修改。

构造方法可以重载，但不能重写。

String、StringBuffer 和 StringBuilder

可变性：String类中使用final关键字修饰字符数组，所以String对象不可变；StringBuffer和StringBuilde继承自AbstractStringBuilder类，没有使用final修饰，是可变的。

线程安全性：String对象不可变，线程安全；StringBuffer类中的方法使用synchronized关键字修饰，是线程安全的；StringBuilder类中的方法没有进行同步处理，线程不安全。

性能：对String对象进行改变时都会生成新的String对象，然后将引用指向新的String对象。StringBuffer和StringBuilder每次都是对自身对象进行操作，但由于StringBuffer需要进行同步处理，其性能比StringBuilder低。

== 与 equals()

== : 判断两个对象的地址是否相等，即判断两个对象是不是同一个对象。当对象为基本数据类型时，比较的是值；当对象为引用数据类型时，比较的是内存地址。

equals() : 判断两个对象是否相等。分两种情况：

  • 未重写：与 == 等价；
  • 已重写：比较两个对象的内容是否相等。

hashCode() 与 equals()

hashCode()用于获取对象的散列码，返回一个int类型整数，散列码可以用于确定对象在哈希表中的索引位置，因此hashCode()在散列表中才有用。

equals() : 判断两个对象是否相等。分两种情况：

  • 未重写：与 == 等价；
  • 已重写：比较两个对象的内容是否相等。

hashCode()和equals()的相关规定：

  • 若两个对象A和B相等，那么A.equals(B)和B.equals(A)均返回true；
  • 若两个对象A和B相等，那么A和B的hashCode值也一定相等；
  • hashCode值相同的两个对象，其不一定相等（比如String对象“通话”和“重地”）；
  • 基于以上3点，在重写equals()方法后，也必须重写hashCode()方法；
  • 以HashSet为例，先使用hashCode()方法判断，相同再使用equal()方法。如果只重写了equals()方法而不重写hashCode()方法，会造成hashCode()的值不同，而equals()方法判断结果未true的情况，从而违背上述规定。

进程与线程

进程是程序的一次执行过程。系统运行一个程序就是一个进程从创建、运行到消亡的过程。

线程是比进程更小的执行单位，一个进程中可以有多个线程。线程共享进程的堆和方法区的资源，同时线程还有私有的程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈。

线程的基本状态：NEW、RUNNABLE、BLOCKED、WAITING、TIME_WAITING、TERMINATED

final、finally和finalize

final关键字可以用于修饰变量、方法和类。final修饰变量时，如果是基本数据类型变量，则该变量一旦初始化后便不能修改，如果是引用类型变量，则改变了初始化后不能再指向另一对象；final修饰方法会将方法锁定，防止任何继承类对方法进行修改；final修饰类时表明该类不能被继承，final修饰的类中的所有成员方法都会被隐式指定为final方法。

finally常与try-catch代码块一起使用，通常将一定要执行的代码放入finally块中，比如关闭资源的相关代码。无论是否捕获或者处理异常，finally块里的语句都会被执行。

finally块不被执行的情况：

  • finally块中第一行出现异常；
  • 在前面的代码中使用了System.exit(int)已退出程序。
  • 程序所在的线程死亡；
  • 关闭CPU。

finalize是属于Object类的方法，该方法一般由垃圾回收器调用。当调用System.gc()时，垃圾回收器会调用finalize()方法判断一个对象是否可以回收。

Java中的异常处理

java.lang.Throwable类的两个重要子类：Error和Exception。Error是程序无法处理的错误，主要是JVM出现的问题，比如虚拟机错误（*Error和OutOfMemoryError）；Exception是程序可以处理的异常，主要有NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException、ArithmeticException等

异常处理的方法：

  • 指定方法中抛出指定异常

    throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("数组下标越界了！");

  • 在方法后声明可能的异常

    throws IOException

  • 捕获异常：try-catch-finally

获取键盘输入（笔试常用）

通过Scanner：

Scanner sc = new Scanner(System.in);

String s = sc.nextLine();

通过BufferedReader：

BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

String s = br.readLine();

Java的常用IO流

字节输入/输出流：FileInputStrean/FileOutputStream

字符输入/输出流：BufferedReader/BufferedWriter、InputStreamReader/OutputStreamWriter

浅拷贝与深拷贝

浅拷贝：对基本数据类型进行值传递，对引用数据类型进行引用传递般的拷贝；

深拷贝：对基本数据类型进行值传递，对引用数据类型，创建一个新的对象，并复制其内容。

如何实现深拷贝？

实现Cloneable接口、反序列化方法

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