Java基础常见面试题总结（上）
面向对象有哪些特性？
面向对象四大特性：封装，继承，多态，抽象
1、封装就是将类的信息隐藏在类内部，不允许外部程序直接访问，而是通过该类的方法实现对隐藏信息的操作和访问。 良好的封装能够减少耦合。
2、继承是从已有的类中派生出新的类，新的类继承父类的属性和行为，并能扩展新的能力，大大增加程序的重用性和易维护性。在Java中是单继承的，也就是说一个子类只有一个父类。
3、多态是同一个行为具有多个不同表现形式的能力。在不修改程序代码的情况下改变程序运行时绑定的代码。实现多态的三要素：继承、重写、父类引用指向子类对象。
- 静态多态性：通过重载实现，相同的方法有不同的參数列表，可以根据参数的不同，做出不同的处理。
- 动态多态性：在子类中重写父类的方法。运行期间判断所引用对象的实际类型，根据其实际类型调用相应的方法。
4、抽象。把客观事物用代码抽象出来。
Java的基本数据类型有哪些？
- byte，8bit
- char，16bit
- short，16bit
- int，32bit
- float，32bit
- long，64bit
- double，64bit
- boolean，只有两个值：true、false，可以使⽤用 1 bit 来存储
| 简单类型 | boolean | byte | char | short | Int | long | float | double |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 二进制位数 | 1 | 8 | 16 | 16 | 32 | 64 | 32 | 64 |
| 包装类 | Boolean | Byte | Character | Short | Integer | Long | Float | Double |
在Java规范中，没有明确指出boolean的大小。在《Java虚拟机规范》给出了单个boolean占4个字节，和boolean数组1个字节的定义，具体 还要看虚拟机实现是否按照规范来，因此boolean占用1个字节或者4个字节都是有可能的。
为什么不能用浮点型表示金额？
由于计算机中保存的小数其实是十进制的小数的近似值，并不是准确值，所以，千万不要在代码中使用浮点数来表示金额等重要的指标。
建议使用BigDecimal或者Long来表示金额。
什么是值传递和引用传递？
- 值传递是对基本型变量而言的，传递的是该变量的一个副本，改变副本不影响原变量。
- 引用传递一般是对于对象型变量而言的，传递的是该对象地址的一个副本，并不是原对象本身，两者指向同一片内存空间。所以对引用对象进行操作会同时改变原对象。
java中不存在引用传递，只有值传递。即不存在变量a指向变量b，变量b指向对象的这种情况。
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。
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()
两个Integer 用== 比较不相等的原因
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。
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：
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
为何JDK9要将String的底层实现由char[]改成byte[]?
主要是为了节约String占用的内存。
在大部分Java程序的堆内存中，String占用的空间最大，并且绝大多数String只有Latin-1字符，这些Latin-1字符只需要1个字节就够了。
而在JDK9之前，JVM因为String使用char数组存储，每个char占2个字节，所以即使字符串只需要1字节，它也要按照2字节进行分配，浪费了一半的内存空间。
到了JDK9之后，对于每个字符串，会先判断它是不是只有Latin-1字符，如果是，就按照1字节的规格进行分配内存，如果不是，就按照2字节的规格进行分配，这样便提高了内存使用率，同时GC次数也会减少，提升效率。
不过Latin-1编码集支持的字符有限，比如不支持中文字符，因此对于中文字符串，用的是UTF16编码（两个字节），所以用byte[]和char[]实现没什么区别。
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
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。
new String(“dabin”)会创建几个对象？
使用这种方式会创建两个字符串对象（前提是字符串常量池中没有 “dabin” 这个字符串对象）。
- “dabin” 属于字符串字面量，因此编译时期会在字符串常量池中创建一个字符串对象，指向这个 “dabin” 字符串字面量；
- 使用 new 的方式会在堆中创建一个字符串对象。
什么是字符串常量池？
字符串常量池（String Pool）保存着所有字符串字面量，这些字面量在编译时期就确定。字符串常量池位于堆内存中，专门用来存储字符串常量。在创建字符串时，JVM首先会检查字符串常量池，如果该字符串已经存在池中，则返回其引用，如果不存在，则创建此字符串并放入池中，并返回其引用。
String最大长度是多少？
String类提供了一个length方法，返回值为int类型，而int的取值上限为2^31 -1。
所以理论上String的最大长度为2^31 -1。
达到这个长度的话需要多大的内存吗？
String内部是使用一个char数组来维护字符序列的，一个char占用两个字节。如果说String最大长度是2^31 -1的话，那么最大的字符串占用内存空间约等于4GB。
也就是说，我们需要有大于4GB的JVM运行内存才行。
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。
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。
那常量池中的字符串最大长度是2^31-1吗？
不是的，常量池对String的长度是有另外限制的。。Java中的UTF-8编码的Unicode字符串在常量池中以CONSTANT_Utf8类型表示。
CONSTANT_Utf8_info {
u1 tag;
u2 length;
u1 bytes[length];
}
length在这里就是代表字符串的长度，length的类型是u2，u2是无符号的16位整数，也就是说最大长度可以做到2^16-1 即 65535。
不过javac编译器做了限制，需要length < 65535。所以字符串常量在常量池中的最大长度是65535 - 1 = 65534。
最后总结一下：
String在不同的状态下，具有不同的长度限制。
- 字符串常量长度不能超过65534
- 堆内字符串的长度不超过2^31-1
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。
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
}
两个对象的hashCode()相同，则 equals()是否也一定为 true？
equals与hashcode的关系：
- 如果两个对象调用equals比较返回true，那么它们的hashCode值一定要相同；
- 如果两个对象的hashCode相同，它们并不一定相同。
hashcode方法主要是用来提升对象比较的效率，先进行hashcode()的比较，如果不相同，那就不必在进行equals的比较，这样就大大减少了equals比较的次数，当比较对象的数量很大的时候能提升效率。
为什么重写 equals 时一定要重写 hashCode？
之所以重写equals()要重写hashcode()，是为了保证equals()方法返回true的情况下hashcode值也要一致，如果重写了equals()没有重写hashcode()，就会出现两个对象相等但hashcode()不相等的情况。这样，当用其中的一个对象作为键保存到hashMap、hashTable或hashSet中，再以另一个对象作为键值去查找他们的时候，则会查找不到。
Java创建对象有几种方式？
Java创建对象有以下几种方式：
- 用new语句创建对象。
- 使用反射，使用Class.newInstance()创建对象。
- 调用对象的clone()方法。
- 运用反序列化手段，调用java.io.ObjectInputStream对象的readObject()方法。
说说类实例化的顺序
Java中类实例化顺序：
- 静态属性，静态代码块。
- 普通属性，普通代码块。
- 构造方法。
public class LifeCycle {
// 静态属性
private static String staticField = getStaticField();
// 静态代码块
static {
System.out.println(staticField);
System.out.println("静态代码块初始化");
}
// 普通属性
private String field = getField();
// 普通代码块
{
System.out.println(field);
System.out.println("普通代码块初始化");
}
// 构造方法
public LifeCycle() {
System.out.println("构造方法初始化");
}
// 静态方法
public static String getStaticField() {
String statiFiled = "静态属性初始化";
return statiFiled;
}
// 普通方法
public String getField() {
String filed = "普通属性初始化";
return filed;
}
public static void main(String[] argc) {
new LifeCycle();
}
/**
* 静态属性初始化
* 静态代码块初始化
* 普通属性初始化
* 普通代码块初始化
* 构造方法初始化
*/
}
equals和==有什么区别？
- 对于基本数据类型，==比较的是他们的值。基本数据类型没有equal方法；
- 对于复合数据类型，==比较的是它们的存放地址(是否是同一个对象)。
equals()默认比较地址值，重写的话按照重写逻辑去比较。
final, finally, finalize 的区别
- final 用于修饰属性、方法和类, 分别表示属性不能被重新赋值，方法不可被覆盖，类不可被继承。
- finally 是异常处理语句结构的一部分，一般以
try-catch-finally出现，finally代码块表示总是被执行。 - finalize 是Object类的一个方法，该方法一般由垃圾回收器来调用，当我们调用
System.gc()方法的时候，由垃圾回收器调用finalize()方法，回收垃圾，JVM并不保证此方法总被调用。
Java中的finally一定会被执行吗？
答案是不一定。
有以下两种情况finally不会被执行：
- 程序未执行到try代码块
- 如果当一个线程在执行 try 语句块或者 catch 语句块时被打断（interrupted）或者被终止（killed），与其相对应的 finally 语句块可能不会执行。还有更极端的情况，就是在线程运行 try 语句块或者 catch 语句块时，突然死机或者断电，finally 语句块肯定不会执行了。
final关键字的作用？
- final 修饰的类不能被继承。
- final 修饰的方法不能被重写。
- final 修饰的变量叫常量，常量必须初始化，初始化之后值就不能被修改。
方法重载和重写的区别？
同个类中的多个方法可以有相同的方法名称，但是有不同的参数列表，这就称为方法重载。参数列表又叫参数签名，包括参数的类型、参数的个数、参数的顺序，只要有一个不同就叫做参数列表不同。
重载是面向对象的一个基本特性。
public class OverrideTest {
void setPerson() { }
void setPerson(String name) {
//set name
}
void setPerson(String name, int age) {
//set name and age
}
}
方法的重写描述的是父类和子类之间的。当父类的功能无法满足子类的需求，可以在子类对方法进行重写。方法重写时， 方法名与形参列表必须一致。
如下代码，Person为父类，Student为子类，在Student中重写了dailyTask方法。
public class Person {
private String name;
public void dailyTask() {
System.out.println("work eat sleep");
}
}
public class Student extends Person {
@Override
public void dailyTask() {
System.out.println("study eat sleep");
}
}
接口与抽象类区别？
1、语法层面上的区别
- 抽象类可以有方法实现，而接口的方法中只能是抽象方法（Java 8 之后接口方法可以有默认实现）；
- 抽象类中的成员变量可以是各种类型的，接口中的成员变量只能是public static final类型；
- 接口中不能含有静态代码块以及静态方法，而抽象类可以有静态代码块和静态方法（Java 8之后接口可以有静态方法）；
- 一个类只能继承一个抽象类，而一个类却可以实现多个接口。
2、设计层面上的区别
- 抽象层次不同。抽象类是对整个类整体进行抽象，包括属性、行为，但是接口只是对类行为进行抽象。继承抽象类是一种"是不是"的关系，而接口实现则是 "有没有"的关系。如果一个类继承了某个抽象类，则子类必定是抽象类的种类，而接口实现则是具备不具备的关系，比如鸟是否能飞。
- 继承抽象类的是具有相似特点的类，而实现接口的却可以不同的类。
门和警报的例子：
class AlarmDoor extends Door implements Alarm {
//code
}
class BMWCar extends Car implements Alarm {
//code
}