Java基础概念与常识

深藏阁楼爱情的钟 2024-04-01 14:31 74阅读 0赞

参考博客：https://javaguide.cn/interview-preparation/teach-you-how-to-prepare-for-the-interview-hand-in-hand.html\#%E7%9F%A5%E9%81%93%E5%A6%82%E4%BD%95%E8%8E%B7%E5%8F%96%E6%8B%9B%E8%81%98%E4%BF%A1%E6%81%AF  
**continue、break 和 return 的区别是什么？**  
在循环结构中，当循环条件不满足或者循环次数达到要求时，循环会正常结束。但是，有时候可能需要在循环的过程中，当发生了某种条件之后 ，提前终止循环，这就需要用到下面几个关键词：

1.  continue ：指跳出当前的这一次循环，继续下一次循环。
2.  break ：指跳出整个循环体，继续执行循环下面的语句。  
    return 用于跳出所在方法，结束该方法的运行。return 一般有两种用法：
3.  return; ：直接使用 return 结束方法执行，用于没有返回值函数的方法
4.  return value; ：return 一个特定值，用于有返回值函数的方法

**成员变量与局部变量的区别？**  
• **语法形式** ：从语法形式上看，  
成员变量是属于类的，而局部变量是在代码块或方法中定义的变量或是方法的参数；  
成员变量可以被 public,private,static 等修饰符所修饰，而局部变量不能被访问控制修饰符及 static 所修饰；但是，成员变量和局部变量都能被 final 所修饰。  
• **存储方式** ：从变量在内存中的存储方式来看,如果成员变量是使用 static 修饰的，那么这个成员变量是属于类的，如果没有使用 static 修饰，这个成员变量是属于实例的。而对象存在于堆内存，局部变量则存在于栈内存。  
• **生存时间** ：从变量在内存中的生存时间上看，成员变量是对象的一部分，它随着对象的创建而存在，而局部变量随着方法的调用而自动生成，随着方法的调用结束而消亡。  
• **默认值** ：从变量是否有默认值来看，成员变量如果没有被赋初始值，则会自动以类型的默认值而赋值（一种情况例外:被 final 修饰的成员变量也必须显式地赋值），而局部变量则不会自动赋值。

**静态变量有什么作用？**  
• 静态变量可以被类的所有实例共享。无论一个类创建了多少个对象，它们都共享同一份静态变量。  
• 通常情况下，静态变量会被 final 关键字修饰成为常量。

**字符型常量和字符串常量的区别?**

1.  形式 : 字符常量是单引号引起的一个字符，字符串常量是双引号引起的 0 个或若干个字符。
2.  含义 : 字符常量相当于一个整型值( ASCII 值),可以参加表达式运算; 字符串常量代表一个地址值(该字符串在内存中存放位置)。
3.  占内存大小 ： 字符常量只占 2 个字节; 字符串常量占若干个字节。  
    (注意： char 在 Java 中占两个字节)

**重载和重写有什么区别？**  
重载就是同样的一个方法能够根据输入数据的不同，做出不同的处理  
重写就是当子类继承自父类的相同方法，输入数据一样，但要做出有别于父类的响应时，你就要覆盖父类方法

**重载**  
发生在同一个类中（或者父类和子类之间），方法名必须相同，参数类型不同、个数不同、顺序不同，方法返回值和访问修饰符可以不同。  
《Java 核心技术》这本书是这样介绍重载的：  
如果多个方法(比如 StringBuilder 的构造方法)有相同的名字、不同的参数， 便产生了重载。  
StringBuilder sb = new StringBuilder();  
StringBuilder sb2 = new StringBuilder(“HelloWorld”);

编译器必须挑选出具体执行哪个方法，它通过用各个方法给出的参数类型与特定方法调用所使用的值类型进行匹配来挑选出相应的方法。 如果编译器找不到匹配的参数， 就会产生编译时错误， 因为根本不存在匹配， 或者没有一个比其他的更好(这个过程被称为重载解析(overloading resolution))。  
Java 允许重载任何方法， 而不只是构造器方法。  
综上：重载就是同一个类中多个同名方法根据不同的传参来执行不同的逻辑处理。

**重写**  
重写发生在运行期，是子类对父类的允许访问的方法的实现过程进行重新编写。

1.  方法名、参数列表必须相同，子类方法返回值类型应比父类方法返回值类型更小或相等，抛出的异常范围小于等于父类，访问修饰符范围大于等于父类。
2.  如果父类方法访问修饰符为 private/final/static 则子类就不能重写该方法，但是被 static 修饰的方法能够被再次声明。
3.  构造方法无法被重写

综上：**重写就是子类对父类方法的重新改造，外部样子不能改变，内部逻辑可以改变。**

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>区别点</th> 
   <th>重载方法</th> 
   <th>重写方法</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>发生范围</td> 
   <td>同一个类</td> 
   <td>子类</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>参数列表</td> 
   <td>必须修改</td> 
   <td>一定不能修改</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>返回类型</td> 
   <td>可修改</td> 
   <td>子类方法返回值类型应比父类方法返回值类型更小或相等</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>异常</td> 
   <td>可修改</td> 
   <td>子类方法声明抛出的异常类应比父类方法声明抛出的异常类更小或相等</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>访问修饰符</td> 
   <td>可修改</td> 
   <td>一定不能做更严格的限制（可以降低限制）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>发生阶段</td> 
   <td>编译期</td> 
   <td>运行期</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**方法的重写要遵循“两同两小一大”**（以下内容摘录自《疯狂 Java 讲义》）：  
• **“两同”即方法名相同、形参列表相同；**  
• **“两小”指的是子类方法返回值类型应比父类方法返回值类型更小或相等，子类方法声明抛出的异常类应比父类方法声明抛出的异常类更小或相等；  
• “一大”指的是子类方法的访问权限应比父类方法的访问权限更大或相等。**

⭐ 关于 **重写的返回值类型** 这里需要额外多说明一下，上面的表述不太清晰准确：  
**如果方法的返回类型是 void 和基本数据类型，则返回值重写时不可修改。但是如果方法的返回值是引用类型，重写时是可以返回该引用类型的子类的。**  
**可变长参数**：Java 支持定义可变长参数，所谓可变长参数就是允许在调用方法时传入不定长度的参数。  
**可变参数只能作为函数的最后一个参数，但其前面可以有也可以没有任何其他参数。**  
遇到方法重载的情况怎么办呢？会优先匹配固定参数还是可变参数的方法呢？  
答案是会优先匹配固定参数的方法，因为固定参数的方法匹配度更高。  
Java 的可变参数编译后实际会被转换成一个数组

Java 中有 8 种基本数据类型，分别为：  
• 6 种数字类型：  
o 4 种整数型：byte、short、int、long  
o 2 种浮点型：float、double  
• 1 种字符类型：char  
• 1 种布尔型：boolean

![在这里插入图片描述][4217c63ac09c40fe89ae250d055ee4f1.png_pic_center]

对于 boolean，官方文档未明确定义，它依赖于 JVM 厂商的具体实现。逻辑上理解是占用 1 位，但是实际中会考虑计算机高效存储因素。  
另外，Java 的每种基本类型所占存储空间的大小不会像其他大多数语言那样随机器硬件架构的变化而变化。这种所占存储空间大小的不变性是 Java 程序比用其他大多数语言编写的程序更具可移植性的原因之一。  
注意：

1.  Java 里使用 long 类型的数据一定要在数值后面加上 L，否则将作为整型解析。
2.  char a = ‘h’ :单引号，String a = “hello” :双引号。  
    这八种基本类型都有对应的包装类分别为：Byte、Short、Integer、Long、Float、Double、Character、Boolean 。

**基本类型和包装类型的区别？**  
• 成员变量包装类型不赋值就是 null ，而基本类型有默认值且不是 null。  
• 包装类型可用于泛型，而基本类型不可以。  
• 基本数据类型的局部变量存放在 Java 虚拟机栈中的局部变量表中，基本数据类型的成员变量（未被 static 修饰 ）存放在 Java 虚拟机的堆中。包装类型属于对象类型，我们知道几乎所有对象实例都存在于堆中。  
• 相比于对象类型， 基本数据类型占用的空间非常小。

**为什么说是几乎所有对象实例呢？** 这是因为 HotSpot 虚拟机引入了 JIT 优化之后，会对对象进行逃逸分析，如果发现某一个对象并没有逃逸到方法外部，那么就可能通过标量替换来实现栈上分配，而避免堆上分配内存  
⚠️ 注意 ： **基本数据类型存放在栈中是一个常见的误区！** 基本数据类型的成员变量如果没有被 static 修饰的话（不建议这么使用，应该要使用基本数据类型对应的包装类型），就存放在**堆**中。

**包装类型的缓存机制了解么？**  
Java 基本数据类型的包装类型的大部分都用到了**缓存机制**来提升性能。  
**Byte,Short,Integer,Long 这 4 种包装类默认创建了数值 \[-128，127\] 的相应类型的缓存数据，Character 创建了数值在 \[0,127\] 范围的缓存数据，Boolean 直接返回 True or False。**  
如果超出对应范围仍然会去创建新的对象，缓存的范围区间的大小只是在性能和资源之间的权衡。两种浮点数类型的包装类 Float,Double 并没有实现缓存机制。  
![在这里插入图片描述][f15bbce9b1a041c6932aee218588ec42.png_pic_center]  
![在这里插入图片描述][d7a4f49742744d949bb7189eb93e2c41.png]  
记住：所有整型包装类对象之间值的比较，全部使用 equals 方法比较。  
![在这里插入图片描述][745f5586f724428a905e3a03fd32d18e.png_pic_center]

**自动装箱与拆箱了解吗？原理是什么？**

• **装箱**：将基本类型用它们对应的引用类型包装起来；  
• **拆箱**：将包装类型转换为基本数据类型；

![在这里插入图片描述][75227ad1c2d940c595d694ca0bf94f9e.png_pic_center]

装箱其实就是调用了包装类的valueOf()方法，拆箱其实就是调用了 xxxValue()方法。  
因此，  
• Integer i = 10 等价于 Integer i = Integer.valueOf(10)  
• int n = i 等价于 int n = i.intValue();  
**注意：如果频繁拆装箱的话，也会严重影响系统的性能。我们应该尽量避免不必要的拆装箱操作。**

浮点数运算的时候会有精度丢失，浮点数没有办法用二进制精确表示  
**BigDecimal 可以实现对浮点数的运算，不会造成精度丢失。通常情况下，大部分需要浮点数精确运算结果的业务场景（比如涉及到钱的场景）都是通过 BigDecimal 来做的。**

在 Java 中，64 位 long 整型是最大的整数类型。

**BigInteger 内部使用 int\[\] 数组来存储任意大小的整形数据。相对于常规整数类型的运算来说，BigInteger 运算的效率会相对较低。**

**面向对象和面向过程的区别**  
两者的主要区别在于解决问题的方式不同：  
• 面向过程把解决问题的过程拆成一个个方法，通过一个个方法的执行解决问题。  
• 面向对象会先抽象出对象，然后用**对象执行方法**的方式解决问题。  
另外，面向对象开发的程序一般更易维护、易复用、易扩展。

创建一个对象用什么运算符?**对象实体与对象引用有何不同?**  
new 运算符，new 创建对象实例（**对象实例在堆内存中**），对象引用指向对象实例（**对象引用存放在栈内存中**）。  
一个对象引用可以指向 0 个或 1 个对象（一根绳子可以不系气球，也可以系一个气球）;一个对象可以有 n 个引用指向它（可以用 n 条绳子系住一个气球）。

**对象的相等和引用相等的区别**  
• 对象的相等一般比较的是内存中存放的内容是否相等。  
• 引用相等一般比较的是他们指向的内存地址是否相等。

**类的构造方法的作用是什么?**  
构造方法是一种特殊的方法，主要作用是完成对象的初始化工作。

**如果一个类没有声明构造方法，该程序能正确执行吗?**  
如果一个类没有声明构造方法，也可以执行！因为一个类即使没有声明构造方法也会有默认的不带参数的构造方法。如果我们自己添加了类的构造方法（无论是否有参），Java 就不会再添加默认的无参数的构造方法了，我们一直在不知不觉地使用构造方法，这也是为什么我们在创建对象的时候后面要加一个括号（因为要调用无参的构造方法）。如果我们重载了有参的构造方法，记得都要把无参的构造方法也写出来（无论是否用到），因为这可以帮助我们在创建对象的时候少踩坑。

**构造方法有哪些特点？是否可被 override?**  
构造方法特点如下：  
• 名字与类名相同。  
• 没有返回值，但不能用 void 声明构造函数。  
• 生成类的对象时自动执行，无需调用。  
**构造方法不能被 override（重写）,但是可以 overload（重载）,所以你可以看到一个类中有多个构造函数的情况。**  
**面向对象三大特征（封装、继承、多态）**  
1、封装  
封装是指把一个对象的状态信息（也就是属性）隐藏在对象内部，不允许外部对象直接访问对象的内部信息。但是可以提供一些可以被外界访问的方法来操作属性。就好像我们看不到挂在墙上的空调的内部的零件信息（也就是属性），但是可以通过遥控器（方法）来控制空调。如果属性不想被外界访问，我们大可不必提供方法给外界访问。但是如果一个类没有提供给外界访问的方法，那么这个类也没有什么意义了。就好像如果没有空调遥控器，那么我们就无法操控空凋制冷，空调本身就没有意义了（当然现在还有很多其他方法 ，这里只是为了举例子）。  
2、继承  
不同类型的对象，相互之间经常有一定数量的共同点。例如，小明同学、小红同学、小李同学，都共享学生的特性（班级、学号等）。同时，每一个对象还定义了额外的特性使得他们与众不同。例如小明的数学比较好，小红的性格惹人喜爱；小李的力气比较大。继承是使用已存在的类的定义作为基础建立新类的技术，新类的定义可以增加新的数据或新的功能，也可以用父类的功能，但不能选择性地继承父类。通过使用继承，可以快速地创建新的类，可以提高代码的重用，程序的可维护性，节省大量创建新类的时间 ，提高我们的开发效率。

**关于继承如下 3 点请记住：**

1.  子类拥有父类对象所有的属性和方法（包括私有属性和私有方法），但是父类中的私有属性和方法子类是无法访问，只是拥有。
2.  子类可以拥有自己属性和方法，即子类可以对父类进行扩展。
3.  子类可以用自己的方式实现父类的方法。（以后介绍）。  
    3、多态  
    多态，顾名思义，表示一个对象具有多种的状态，具体表现为父类的引用指向子类的实例。

**关于继承如下 3 点请记住：**

1.  子类拥有父类对象所有的属性和方法（包括私有属性和私有方法），但是父类中的私有属性和方法子类是无法访问，只是拥有。
2.  子类可以拥有自己属性和方法，即子类可以对父类进行扩展。
3.  子类可以用自己的方式实现父类的方法（以后介绍）。

**多态的特点:**  
• 对象类型和引用类型之间具有继承（类）/实现（接口）的关系；  
• 引用类型变量发出的方法调用的到底是哪个类中的方法，必须在程序运行期间才能确定；  
• 多态不能调用“只在子类存在但在父类不存在”的方法；  
• 如果子类重写了父类的方法，真正执行的是子类覆盖的方法，如果子类没有覆盖父类的方法，执行的是父类的方法。

接口和抽象类有什么共同点和区别？  
**共同点：**  
• 都不能被实例化。  
• 都可以包含抽象方法。  
• 都可以有默认实现的方法（Java 8 可以用 default 关键字在接口中定义默认方法）。  
**区别 ：**  
• 接口主要用于对类的行为进行约束，你实现了某个接口就具有了对应的行为。抽象类主要用于代码复用，强调的是所属关系。  
• 一个类只能继承一个类，但是可以实现多个接口。  
• 接口中的成员变量只能是 public static final 类型的，不能被修改且必须有初始值，而抽象类的成员变量默认 default，可在子类中被重新定义，也可被重新赋值。

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