Java基础

Java面试中的一些基础知识点

¶面向对象与面向过程

• 面向过程：性能更高，不需要实例化，开销小，资源消耗小。

• 面向对象：易于维护、高复用性和高扩展性。
  ❗️ 注意 ❗️：Java性能差并不是因为它是面向对象的语言，而是因为它是半编译语言，最终的代码并不是直接被CPU执行的机器码。

¶Java语言特性

1. 面向对象
   • 封装：将类的属性特征隐藏在类的内部，不允许外部程序直接访问（private），而是提供对应的方法（setter/getter）进行操作和访问。
   • 继承：子类继承父类全部的属性和方法（构造方法除外，构造方法在子类中第一行隐含调用super（）），提高代码的复用性，多继承使用接口来实现。
   • 多态：在操作不同对象时会产生不同的结果。
     • 实现多态的方式有两种，一种是编译时多态，通过方法的重载实现的，另外一种是运行时多态，通过方法的重写实现的。
     • 运行时多态存在的三个必要条件是继承、重写以及父类引用指向子类对象。
2. 平台无关性–“一次编写，到处运行（Write Once，Run AnyWhere）”
   • 运行在各种不同平台的JVM，可以载入和执行同一种存储格式的文件：字节码文件，这保证了Java的平台无关性。
3. 可靠性和安全性
   • Java舍弃了指针对存储器地址的直接操作，程序运行时，内存由虚拟机解释器分配，避免病毒通过指针侵入系统，也避免了指针操作中易产生的错误。Java还对程序提供了安全管理器，防止程序的非法访问。
4. 支持多线程
5. 支持网络编程

¶Java与C++区别

1. Java是解释型语言，先编译成为字节码再被解释器解释成机器码，C++为编译型语言，一次编译链接形成机器码
2. Java中不提供指针的操作
3. Java中只有单继承，C++中存在多继承
4. Java中有自动内存管理机制，C++需要自己管理内存
5. Java字符串中没有结束符的概念，C++中有‘\0’作为结束符
   • Java里面一切都是对象，是对象的话，字符串就有长度，既然有长度，编译器就可以确定要输出的字符个数，当然也就没有必要去浪费那1字节的空间用以标明字符串的结束了。
   • java和c通信的时候，由于c中的char中有结束符，所以当java收到C发来的字符串时要将空字符处理掉，调用java字符串的trim()方法，该方法会将字符串前后的空字符读去掉。

¶字符型常量和字符串常量区别

1. 字符型常量实际上是一个整型值（ASCII），字符串常量实际上是一个地址值（代表字符串在内存中的位置）。

2. 字符型常量char占两字节，字符串常量占若干字节。

3. Java中基本类型的存储空间大小如下：

¶String、StringBuffer 和 StringBuilder

1. String中对象不可变，指向常量池中一个字符串常量，当其值改变时，会生成一个新的String对象，然后指向该新的对象。
2. StringBuffer 和 StringBuilder继承自父类AbstractStringBuilder，其中定义了字符串的一些基本操作，如expandCapacity、append、insert、indexOf等。
3. StringBuffer对方法进行了加锁，所以是线程安全的，StringBuilder是非线程安全的。
4. 使用情况：
   • 操作少量数据：String
   • 单线程操作大量数据：StringBuilder
   • 多线程操作大量数据：StringBuffer

¶==与equals()

1. ==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。基本数据类型中比较的是值，引用数据类型中比较的是内存地址。
2. equals方法用于比较两个对象，当该类没有复写此方法时等同于==，当该类复写了该方法，将会使用复写的equals进行比较，例如，String中的equals方法就被重写过，用于比较两个字符串的值。

¶hashCode()与equals()

1. HashSet检查重复元素

   当向HashSet中加入新的对象时，HashSet会先计算对象的hashcode值来判断对象加入的位置，如果该hashcode不存在，则该对象没有出现过，如果发现该hashcode存在，则调用equals()方法检查hashcode值相等的对象是否真的相同。如果真的相同，则不会加入该对象，如果不同就会重新散列。这种方式大大减少了equals的次数，提高执行速度。

2. hashCode()与equals()

   • 如果两个对象相等，那么hashcode一定相等，调用equals方法返回true；
   • 如果两个对象的hashcode值相等，它们也不一定相等；
   • 如果equals方法被覆盖过，那么hashcode方法一定也要被覆盖过。

¶final、static、this、super关键字

¶final

1. final修饰变量时，如果是基本数据类型，则其值在初始化之后不能更改；如果是引用类型的变量，则在初始化之后便不能再让其指向另外一个对象。
2. final修饰方法的原因有两个：
   • 将该方法锁定，避免子类中对其进行修改
   • 早期java版本中final方法转为内嵌调用，用于提升效率，类中所有的private方法都可看做隐式的final
3. final修饰一个类时，这个类不能被继承，且其中所有的成员方法都会被隐式的指定为final方法。

¶static

1. 修饰成员变量和成员方法: 被 static 修饰的成员属于类，不属于单个这个类的某个对象，被类中所有对象共享，可以并且建议通过类名调用。被static 声明的成员变量属于静态成员变量，静态变量 存放在 Java 内存区域的方法区。调用格式：类名.静态变量名 类名.静态方法名()
2. 静态代码块: 静态代码块定义在类中方法外, 静态代码块在非静态代码块之前执行(静态代码块—>非静态代码块—>构造方法)。 该类不管创建多少对象，静态代码块只执行一次.
3. 静态内部类（static修饰类的话只能修饰内部类）： 静态内部类与非静态内部类之间存在一个最大的区别: 非静态内部类在编译完成之后会隐含地保存着一个引用，该引用是指向创建它的外围类，但是静态内部类却没有。没有这个引用就意味着：1. 它的创建是不需要依赖外围类的创建。2. 它不能使用任何外围类的非static成员变量和方法。
4. 静态导包(用来导入类中的静态资源，1.5之后的新特性): 格式为：import static 这两个关键字连用可以指定导入某个类中的指定静态资源，并且不需要使用类名调用类中静态成员，可以直接使用类中静态成员变量和成员方法。

¶this

1. this关键字用于引用当前类的实例

¶super

1. 用于从子类访问父类的变量和方法
2. 在构造器中使用 super（） 调用父类中的其他构造方法时，该语句必须处于构造器的首行，否则编译器会报错。另外，this 调用本类中的其他构造方法时，也要放在首行。
3. this、super不能用在static方法中

¶异常

1. Java中所有的异常都继承于Throwable类，其中两个重要的子类：Exception和Error。
   
2. Exception是程序本身可以处理的异常。其中一个重要的子类为RuntimeException，由JVM抛出。
3. Error是程序无法处理的错误，表示运行程序中较严重的错误。
4. 异常和错误的区别在于：异常能被程序本身处理，错误是无法处理。
5. 异常的处理：
   • try：用于捕获异常，其后跟零个或多个catch块，如果没有catch块必须跟一个finally块。
   • catch：用于处理捕获到的异常。
   • finally：无论是否捕获或处理异常，finally中的代码都会执行。如果try和catch中有return，finally中的语句会在返回前被执行。
   • finally中不被执行的情况：
     • finally中第一句异常；
     • 前面的代码使用了System.exit(int)退出了程序；
     • 程序所在线程死亡；
     • 关闭了CPU。