java八股文复习-----2024/03/04----基础

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1.了解Java的包装类型吗？为什么需要包装类？

Java 是一种面向对象语言，很多地方都需要使用对象而不是基本数据类型。比如，在集合类中，我们是无法将 int 、double 等类型放进去的。因为集合的容器要求元素是 Object 类型。

为了让基本类型也具有对象的特征，就出现了包装类型。相当于将基本类型包装起来，使得它具有了对象的性质，并且为其添加了属性和方法，丰富了基本类型的操作。

List<Inteter> list=new ArrayList<Integer>();

list集合如果要放整数的话，只能放对象，不能放基本类型，因此需要将整数自动装箱成对象。

2.自动装箱和拆箱

Java中基础数据类型与它们对应的包装类见下表：

原始类型	包装类型
boolean	Boolean
byte	Byte
char	Character
float	Float
int	Integer
long	Long
short	Short
double	Double

装箱：将基础类型转化为包装类型。

拆箱：将包装类型转化为基础类型。

当基础类型与它们的包装类有如下几种情况时，编译器会自动帮我们进行装箱或拆箱：

赋值操作（装箱或拆箱）
进行加减乘除混合运算 （拆箱）
进行>,<,==比较运算（拆箱）
调用equals进行比较（装箱）
ArrayList、HashMap等集合类添加基础类型数据时（装箱）

示例代码：

Integer x = 1; // 装箱 调⽤ Integer.valueOf(1)
int y = x; // 拆箱 调⽤了 X.intValue()

下面看一道常见的面试题：

Integer a = 100;
Integer b = 100;
System.out.println(a == b);

Integer c = 200;
Integer d = 200;
System.out.println(c == d);

输出：

true
false

为什么第三个输出是false？看看 Integer 类的源码就知道啦。

public static Integer valueOf(int i) {
    if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
        return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
    return new Integer(i);
}

Integer c = 200; 会调用 调⽤Integer.valueOf(200)。而从Integer的valueOf()源码可以看到，这里的实现并不是简单的new Integer，而是用IntegerCache做一个cache。

private static class IntegerCache {
    static final int low = -128;
    static final int high;
    static final Integer cache[];

    static {
        // high value may be configured by property
        int h = 127;
        String integerCacheHighPropValue =
            sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
        if (integerCacheHighPropValue != null) {
            try {
                int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
                i = Math.max(i, 127);
                // Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
                h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
            } catch( NumberFormatException nfe) {
                // If the property cannot be parsed into an int, ignore it.
            }
        }
        high = h;
    }
 
}

这是IntegerCache静态代码块中的一段，默认Integer cache 的下限是-128，上限默认127。当赋值100给Integer时，刚好在这个范围内，所以从cache中取对应的Integer并返回，所以a和b返回的是同一个对象，所以比较是相等的，当赋值200给Integer时，不在cache 的范围内，所以会new Integer并返回，当然比较的结果是不相等的。

3.int和Integer有什么区别

实现原理：javac编译器的语法糖，底层是通过Integer.valueOf()和Integer.intValue()方法实现。

区别：

Integer是int的包装类，int则是java的一种基本数据类型
Integer变量必须实例化后才能使用，而int变量不需要
Integer实际是对象的引用，当new一个Integer时，实际上是生成一个指针指向此对象；而int则是直接存储数据值
Integer的默认值是null，int的默认值是0

4.String能被继承吗？ 为什么用final修饰 ？

不能被继承，因为String类有final修饰符，而final修饰的类是不能被继承的。

String 类是最常用的类之一，为了效率，禁止被继承和重写。
为了安全。String 类中有native关键字修饰的调用系统级别的本地方法，调用了操作系统的 API，如果方法可以重写，可能被植入恶意代码，破坏程序。Java 的安全性也体现在这里。

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5.String 为什么不可变？

先看看什么是不可变的对象。

如果一个对象，在它创建完成之后，不能再改变它的状态，那么这个对象就是不可变的。不能改变状态的意思是，不能改变对象内的成员变量，包括基本数据类型的值不能改变，引用类型的变量不能指向其他的对象，引用类型指向的对象的状态也不能改变。

接着来看Java8 String类的源码：

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    /** The value is used for character storage. */
    private final char value[];

    /** Cache the hash code for the string */
    private int hash; // Default to 0
}

从源码可以看出，String对象其实在内部就是一个个字符，存储在这个value数组里面的。

value数组用final修饰，final 修饰的变量，值不能被修改。因此value不可以指向其他对象。

String类内部所有的字段都是私有的，也就是被private修饰。而且String没有对外提供修改内部状态的方法，因此value数组不能改变。

所以，String是不可变的。

那为什么String要设计成不可变的？

主要有以下几点原因：

1.线程安全。同一个字符串实例可以被多个线程共享，因为字符串不可变，本身就是线程安全的。
2.支持hash映射和缓存。因为String的hash值经常会使用到，比如作为 Map 的键，不可变的特性使得 hash 值也不会变，不需要重新计算。
3.出于安全考虑。网络地址URL、文件路径path、密码通常情况下都是以String类型保存，假若String不是固定不变的，将会引起各种安全隐患。比如将密码用String的类型保存，那么它将一直留在内存中，直到垃圾收集器把它清除。假如String类不是固定不变的，那么这个密码可能会被改变，导致出现安全隐患。
4.字符串常量池优化。String对象创建之后，会缓存到字符串常量池中，下次需要创建同样的对象时，可以直接返回缓存的引用。

既然我们的String是不可变的，
它内部还有很多substring， replace， replaceAll这些操作的方法。
这些方法好像会改变String对象？怎么解释呢？

其实不是的，我们每次调用replace等方法，其实会在堆内存中创建了一个新的对象。然后其value数组引用指向不同的对象

6.String, StringBuffer 和 StringBuilder区别

1. 可变性

String 不可变
StringBuffer 和 StringBuilder 可变
2. 线程安全

String 不可变，因此是线程安全的
StringBuilder 不是线程安全的
StringBuffer 是线程安全的，内部使用 synchronized 进行同步

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StringBuffer 与 StringBuilder 中的方法和功能完全是等价的，

只是StringBuffer 中的方法大都采用了 synchronized 关键字进行修饰，因此是线程安全的，而 StringBuilder 没有这个修饰，可以被认为是线程不安全的。

在单线程程序下，StringBuilder效率更快，因为它不需要加锁，不具备多线程安全而StringBuffer则每次都需要判断锁，效率相对更低

7.String 类的常用方法有哪些？

indexOf()：返回指定字符的索引。
charAt()：返回指定索引处的字符。
replace()：字符串替换。
trim()：去除字符串两端空白。
split()：分割字符串，返回一个分割后的字符串数组。
getBytes()：返回字符串的 byte 类型数组。
length()：返回字符串长度。
toLowerCase()：将字符串转成小写字母。
toUpperCase()：将字符串转成大写字符。
substring()：截取字符串。
equals()：字符串比较。

8.String s = “xyz” 和 String s = new String(“xyz”) 区别？

两个语句都会先去字符串常量池中检查是否已经存在 “xyz”，如果有则直接使用，如果没有则会在常量池中创建 “xyz” 对象。

另外，String s = new String(“xyz”) 还会通过 new String() 在堆里创建一个内容与 “xyz” 相同的对象实例。

所以前者其实理解为被后者的所包含。

9.基本类型有哪些转换方式？

分为自动类型转换和强制类型转换两种。

1.自动类型转换：是一种小类型到大类型的转换
2.强制类型转换：需要在强制类型转换的变量前面加上括号，然后在括号里面标注要转换的类型。

10.&和&&的区别？

& 是按位与运算符，
&& 是短路与运算符，它只在第一个操作数为true时才计算第二个操作数。

& 可以用于任何类型的操作数：
&& 只能用于布尔类型的操作数。

11.java数据类型

12.JVM执行过程

13.那String一般都存储在JVM的哪块区域呢？

字符串在JVM中的存储分两种情况，

一种是String对象，存储在JVM的堆栈中。

一种是字符串常量，存储在常量池里面。

14.什么情况下字符串会存储在常量池呢？

当通过字面量进行字符串声明时，

比如String s = “程序新大彬”;，这个字符串在编译之后会以常量的形式进入到常量池。

15.Object常用方法有哪些？

Java面试经常会出现的一道题目，Object的常用方法。下面给大家整理一下。

Object常用方法有：toString()、equals()、hashCode()、clone()等。

toString

默认输出对象地址。

public class Person {
    private int age;
    private String name;

    public Person(int age, String name) {
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(new Person(18, "程序员大彬").toString());
    }
    //output
    //me.tyson.java.core.Person@4554617c
}

可以重写toString方法，按照重写逻辑输出对象值。

public class Person {
    private int age;
    private String name;

    public Person(int age, String name) {
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return name + ":" + age;
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(new Person(18, "程序员大彬").toString());
    }
    //output
    //程序员大彬:18
}

equals
默认比较两个引用变量是否指向同一个对象（内存地址）。

public class Person {
    private int age;
    private String name;

    public Person(int age, String name) {
       this.age = age;
       this.name = name;
    }

    public static void main(String[] args) {
        String name = "程序员大彬";
        Person p1 = new Person(18, name);
        Person p2 = new Person(18, name);

        System.out.println(p1.equals(p2));
    }
    //output
    //false
}

可以重写equals方法，按照age和name是否相等来判断：

public class Person {
    private int age;
    private String name;

    public Person(int age, String name) {
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (o instanceof Person) {
            Person p = (Person) o;
            return age == p.age && name.equals(p.name);
        }
        return false;
    }

    public static void main(String[] args) {
        String name = "程序员大彬";
        Person p1 = new Person(18, name);
        Person p2 = new Person(18, name);

        System.out.println(p1.equals(p2));
    }
    //output
    //true
}

hashCode
将与对象相关的信息映射成一个哈希值，默认的实现hashCode值是根据内存地址换算出来。

public class Cat {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(new Cat().hashCode());
    }
    //out
    //1349277854
}

clone
Java赋值是复制对象引用，如果我们想要得到一个对象的副本，使用赋值操作是无法达到目的的。Object对象有个clone()方法，实现了对象中各个属性的复制，但它的可见范围是protected的。

protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

所以实体类使用克隆的前提是：

实现Cloneable接口，这是一个标记接口，自身没有方法，这应该是一种约定。调用clone方法时，会判断有没有实现Cloneable接口，没有实现Cloneable的话会抛异常CloneNotSupportedException。
覆盖clone()方法，可见性提升为public。

public class Cat implements Cloneable {
    private String name;

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Cat c = new Cat();
        c.name = "程序员大彬";
        Cat cloneCat = (Cat) c.clone();
        c.name = "大彬";
        System.out.println(cloneCat.name);
    }
    //output
    //程序员大彬
}

getClass
返回此 Object 的运行时类，常用于java反射机制。

public class Person {
    private String name;

    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Person("程序员大彬");
        Class clz = p.getClass();
        System.out.println(clz);
        //获取类名
        System.out.println(clz.getName());
    }
    /**
     * class com.tyson.basic.Person
     * com.tyson.basic.Person
     */
}

wait
**当前线程调用对象的wait()方法之后，当前线程会释放对象锁，进入等待状态。**等待其他线程调用此对象的notify()/notifyAll()唤醒或者等待超时时间wait(long timeout)自动唤醒。线程需要获取obj对象锁之后才能调用 obj.wait()。

notify
obj.notify()唤醒在此对象上等待的单个线程，选择是任意性的
notifyAll()唤醒在此对象上等待的所有线程。

16.讲讲深拷贝和浅拷贝？

浅拷贝：拷⻉对象和原始对象的引⽤类型引用同⼀个对象。

以下例子，Cat对象里面有个Person对象，调用clone之后，克隆对象和原对象的Person引用的是同一个对象，这就是浅拷贝。

public class Cat implements Cloneable {
    private String name;
    private Person owner;

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Cat c = new Cat();
        Person p = new Person(18, "程序员大彬");
        c.owner = p;

        Cat cloneCat = (Cat) c.clone();
        p.setName("大彬");
        System.out.println(cloneCat.owner.getName());
    }
    //output
    //大彬
}

深拷贝：拷贝对象和原始对象的引用类型引用不同的对象。

以下例子，在clone函数中不仅调用了super.clone，而且调用Person对象的clone方法（Person也要实现Cloneable接口并重写clone方法），从而实现了深拷贝。可以看到，拷贝对象的值不会受到原对象的影响。

public class Cat implements Cloneable {
    private String name;
    private Person owner;

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Cat c = null;
        c = (Cat) super.clone();
        c.owner = (Person) owner.clone();//拷贝Person对象
        return c;
    }

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Cat c = new Cat();
        Person p = new Person(18, "程序员大彬");
        c.owner = p;

        Cat cloneCat = (Cat) c.clone();
        p.setName("大彬");
        System.out.println(cloneCat.owner.getName());
    }
    //output
    //程序员大彬
}

浅拷贝:只复制某个对象的引用，而不复制对象本身，新旧对象还是共享同一块内存

深拷贝:深拷贝会创造一个一摸一样的对象，新对象和原对象不共享内存，修改新对象不会改变原对对象。