Java语言基础（上）

Java 语言的特点

• 面对对象：Java 中所有的数据和方法都封装在对象中
• 跨平台性：Java 通过 Java 虚拟机，可以在不同的操作系统上运行相同的程序
• 自动内存管理：Java 提供垃圾回收机制，不需要手动管理内存
• 强类型语言：Java 编译器在编译时会进行类型检查
• 多线程支持：Java 语言支持多线程
• 异常处理：Java 使用异常处理机制来处理运行时错误

JVM JDK JRE

• JVM：Java 虚拟机，使 Java 程序在不同平台运行，JVM 将 Java 程序编译后的字节码文件，然后解释成机器码执行。
• JDK：Java 开发工具包，包括 JRE、开发工具和 Java 类库
• JRE：JRE 是 Java 运行时环境，包括 JVM 和基本类库，没有开发工具

什么是跨平台性？原理是什么？

• 跨平台性：程序一次编译，不需要修改，就可以在不同的系统运行
• 原理：JVM 将 Java 程序编译后的字节码文件解释成机器码执行，JVM 针对不同的系统有不同的实现

什么是字节码?采用字节码的好处是什么?

• 字节码是 Java 程序编译后生成的.class 文件，在 JVM 上运行
• 好处：
  • 实现 Java 程序的平台无关性
  • 生成字节码文件的编译过程比直接解释执行速度快
  • 字节码相比于机器码，更容易维护和调试

Java 和 C++ 的区别？

• 面对对象：Java 是面对对象的语言；C++ 支持面对对象，也有面对过程编程
• 内存管理：Java 使用垃圾回收机制自动管理内存；C++ 需要手动管理内存
• 跨平台性：Java 具有跨平台性；C++ 移植性差
• 异常处理：Java 使用异常处理机制，强制处理异常情况；C++ 不强制

注释？

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• 文档注释

关键字

• 基本类型：int; long; short; byte; char; float; double; boolean
• 程序控制：break; contine; return; instanceof; default
• 访问控制：private; protected; public
• 类、方法：abstract; class; extends; final; implements; interface; native; new; static; synchronized; transient; volatile
• 错误处理：try-catch; throw; throws
• 包相关：import; package
• 变量引用：super; this; void

关键字 instanceof

• 检验是否是类对象

类型转换

• 子类到父类的转换（向上转型）：通常用来实现多态性，通过父类引用来调用子类对象的方法，实现方法的动态绑定
• 父类到子类的转换（向下转型）：强制类型转换，可能出现 ClassCastException 异常，需要使用 instanceof 关键字

关键字 this 和 super

• this： 引用当前对象
• super：引用父类对象

关键字 final finally finalize?

• final：用来修饰不可变的实体，例如类、方法、变量等
• finally：用于定义在异常处理中，无论是否发生异常，finall 中的代码一定会执行；通常用于释放资源
• finalize：Object 类的方法，用于对象被垃圾回收前进行释放资源；
  但由于 JVM 的垃圾回收是不确定的。finalize 不一定能有效回收对象资源;
  推荐使用 try-with-resource 方法

自增自减运算符

• 前缀：先加减，后返回值 ++i
• 后缀：先返回值，然后加减 i++

continue、break 和 return 区别？

• contine：跳出当前循环，进行下一次循环
• break：跳出整个循环体
• return：结束方法，并返回值

变量按照数据类型的分类？

• 基本数据类型
  • 数值型：byte; int; short; long
  • 浮点型：float; double
  • 字符型：char
  • 布尔型：boolean
• 引用数据类型
  • 类：class
  • 接口：interface
  • 数组：array

讲讲数组的声明？

要使用 Java 数组，分为两个步骤：声明数组和分配内存

• 数组声明后在栈内存中保存数组的名称
• 然后在堆内存中分配数组所需要的内存

数据类型 数组名[] = null; //声明一维数组
数据名 = new 数据类型[长度]; //分配内存给数组
int array[] = null;
array = new int[5];
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变量按照声明位置的分类？

• 类变量：定义在类中，使用 static 修饰，类变量在内存中只有一份
• 实例变量：定义在类中，属于类对象
• 局部变量：定义在方法或代码块中

成员变量和局部变量？

• 成员变量
  • 也称实例变量
  • 定义在类中方法体外，作用域是整个类，存储在堆内存中
  • 有默认值
  • 可以用访问权限控制修饰符修饰
• 局部变量
  • 定义在方法或代码块中，作用域是所在的方法或代码块中，存储在栈内存中
  • 必须显式赋值
  • 只能在方法或代码块中使用，不需要访问修饰符

静态变量？

• 也称类变量
• 是指在类中使用 static 关键字定义的变量，属于类，不属于类的任何一个对象
• 在类加载的时候就被初始化了，存储在静态存储区，不在堆内存中
• 在整个程序执行期间只有一份拷贝，被所有实例对象共享使用

字符型常量和字符串常量的区别？

• 数据类型不同：
  • 字符型常量是 char 类型，表示单个字符
  • 字符串常量是 String 类型，表示多个字符组成的字符串
• 表示形式不同：
  • 字符型常量用单引号引起来
  • 字符串常量是双引号引来的 0 个或者若干字符
• 占内存空间不同：
  • 字符型常量占 2 个字节
  • 字符串常量占若干个字节
• 比较方式不同：
  • 字符型常量可以使用==运算符进行比较，比较两个字符的 Unicode 编码
  • 字符串常量使用则是比较两个字符串对象的引用地址，通常使用 equal() 方法比较两个字符串的内容是否相同

方法的返回值？方法的类型？

• 返回值：方法体执行后产生的结果
• 方法的类型：按照是否有形参及返回值可以组合为四种

静态方法为什么不能调用非静态成员？

• 静态方法属于类，在类加载的时候就会初始化，可以直接通过类名直接访问
• 非静态成员属于实例对象，只有在对象实例化后才存在，需要通过类的对象去访问
• 所以，非静态成员不存在时，静态方法去内存调用，属于非法操作

静态方法和实例方法？

• 静态方法属于类，通常使用类名.方法名方式访问
• 实例方法属于对象，通过对象.方法名访问
• 静态方法，只能调用静态成员，不能访问实例方法

重写和重载？

• 重写：子类继承父类，重新实现父类的方法，方法名、参数列表和返回值必须和父类的方法相同
• 重载：重载就是方法名称相同，但参数的类型和参数的个数不同。通过传递参数的个数和类型的不同可以完成不同功能的方法调用

基本类型和包装类型？

• 基本类型： Java 中最基本的数据类型，包括 boolean,byte,int,long,short,float,double,char
• 包装类型：将基本类型包装成一个对象的类，包括 Boolean,Byte,Integer,Long,Short,Float,Double,Character

基本类型和包装类型的不同？

• 包装类型是引用类型，需要使用 new 创建对象，且包装类型不可变；而基本类型是值类型，不需要创建对象
• 基本类型有默认值，成员变量的包装类型不赋值就是 null
• 在泛型、反射中，只能使用包装类型，不能使用基本类型

自动装箱与拆箱？

• 自动装箱：将基本类型值转换为对应的包装类型实例 valueOf()
  Integer i = 10; //等价于 Integer i = Integer.valueof(i);
• 自动拆箱：将包装类型实例转换为对应的基本类型值 intValue()
  int n = i;//等价于 int n = i.intValue();

包装类型的缓存机制？

• 在类初始化时，提前为常见范围内的数创建了一个缓存数组
• 例如 Integer 类型，Java 会在缓存数组中创建 -128～127 的所有整数的对象
  如果通过 valueOf() 方法传入这个范围内的整数，就会直接返回缓存中的对象，而不是创建一个新的对象
  这样就避免了频繁创建和销毁对象，提高了程序的性能
• 对于超出缓存范围的数值，valueOf() 方法依然会创建新的对象

为什么浮点数会有精度丢失的风险？

• 浮点数在计算机中是通过二进制小数来表示的
• 但有一些小数无法准确用有限个二进制位来表示，这种情况就会出现精度丢失的问题

如何解决浮点数运算的精度丢失？

• 使用 BigDecimal 类
• 在比较浮点数是否相等时，避免直接使用 “==” 运算符

超过 long 整型的数据如何表示？

• 使用 BigInteger 类

对象实例和对象引用有什么不同？

• 对象实例：是一个具体的实体，在内存中有对应的存储空间。对象实例通常是根据类来创建的，一个类可以 new 关键字创建多个对象实例
• 对象引用：是一个指针，指向内存中实际的对象实例。存储的是对象在内存中地址
• 对象实例的声明周期由 JVM 垃圾回收机制管理，对象引用声明周期由程序控制

对象的相等和引用相等的区别？

• 对象的相等：内存中存放的内容是否相等
• 引用相等：指向的内存地址是否相等

构造方法有哪些特点？是否可以被 override？

构造方法是一种特殊的方法，用于创建和初始化对象，具有以下特点：

• 构造方法的名字必须和类名相同
• 没有返回值类型
• 如果没有显示定义构造方法，Java 会默认提供一个无参的构造方法
• 构造方法在对象被创建的时候自动调用，不能手动调用
• 不能被重写，如果子类需要增加属性或方法，可以使用 super() 来调用父类的构造方法，在子类的构造方法中添加新的代码

JavaBean？

• JavaBean 是一种特殊的 Java 类，遵循一定的规范，可以被多种工具和框架使用
• JavaBean 主要用于简化 Java 对象的创建和管理，同时提供标准化的方式来访问 Java 对象的属性

JavaBean 要求

• 所有的属性都是私有的
• 有一个无参的构造方法
• 有 get 和 set 方法

深拷贝 浅拷贝 引用拷贝？

• 深拷贝：
  将被复制对象完全复制一份，即在内存中重新开辟一个地址存放新对象，并且新对象和原对象没有任何关系
  修改新对象不会影响原对象

• 浅拷贝
  拷贝对象和原对象的引用类型引用同一个对象，即在内存中开辟新空间存储一个新对象，并且这个新对象与原对象共享内存中的属性值
  即修改一个对象的属性值，另一个对象的属性值也会发生改变

• 引用拷贝
  将被复制对象的引用地址直接复制给一个新的对象，指向同一个内存空间
  修改其中一个对象的属性值，另一个对象的属性值也会发生改变
  

Object 类的方法？

• getClass()：返回当前运行时对象的 Class 对象
• hashCode()：返回对象的哈希码
• equals()：比较对象的内存地址是否相等
• clone()：创建并返回当前对象的一份拷贝
• toString()：返回对象的字符串表示
• notify()：唤醒一个在对象监视器上等待的线程
• notifyAll()：唤醒对象监视器上等待的所有线程
• wait()：暂停线程的执行
• finalize()：实例被垃圾回收器回收时触发的操作

==和 equals() 的区别？

• ==运算符：用于比较两个对象引用是否指向同一个对象
  如果两个对象的物理地址相同，则相同
• equals() ：用于比较两个对象的内容是否相等
  默认情况下，比较的是两个对象的物理地址，但可以通过重写来比较两个对象的内容是否相同
  在重写 equals 方法时，通常还需要重写 hashCode() 方法

接口和抽象类

接口的方法不可以有实现，并且是绝对的抽象方法。抽象类可以有实例方法用来实现默认行为
接口用来定义契约行为，也可作为两个系统间的契约进行交互
而抽象类主要用来为子类定义默认行为，也就是说所有的继承子类都需要运行相同的功能