Java面试基础篇(二)

2020-10-01   60 次阅读


11. Java 面向对象编程三大特性: 封装 继承 多态

封装

封装把一个对象的属性私有化,同时提供一些可以被外界访问的属性的方法,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。

继承

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。通过使用继承我们能够非常方便地复用以前的代码。

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,如果要使用,需要在父类中用 protected 修饰。
  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,覆盖重写。

多态

所谓多态就是指程序中定义的引用变量所指向的具体类型和通过该引用变量发出的方法调用在编程时并不确定,而是在程序运行期间才确定,即一个引用变量到底会指向哪个类的实例对象,该引用变量发出的方法调用到底是哪个类中实现的方法,必须在由程序运行期间才能决定。

在 Java 中有两种形式可以实现多态:继承(多个子类对同一方法的重写)和接口(实现接口并覆盖接口中同一方法)。

12. String StringBuffer 和 StringBuilder 的区别是什么? String 为什么是不可变的?

可变性

简单的来说:String 类中使用 final 关键字修饰字符数组来保存字符串,private final char value[],所以 String 对象是不可变的。

在 Java 9 之后,String 类的实现改用 byte 数组存储字符串 private final byte[] value;

而 StringBuilder 与 StringBuffer 都继承自 AbstractStringBuilder 类,在 AbstractStringBuilder 中也是使用字符数组保存字符串char[]value 但是没有用 final 关键字修饰,所以这两种对象都是可变的。

StringBuilder 与 StringBuffer 的构造方法都是调用父类构造方法也就是 AbstractStringBuilder 实现的,大家可以自行查阅源码。

AbstractStringBuilder.java

abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {     char[] value;     int count;     AbstractStringBuilder(int capacity) {        value = new char[capacity];    }

线程安全性

String 中的对象是不可变的,也就可以理解为常量,线程安全。AbstractStringBuilder 是 StringBuilder 与 StringBuffer 的公共父类,定义了一些字符串的基本操作,如 expandCapacity、append、insert、indexOf 等公共方法。StringBuffer 对方法加了同步锁或者对调用的方法加了同步锁,所以是线程安全的。StringBuilder 并没有对方法进行加同步锁,所以是非线程安全的。

性能

每次对 String 类型进行改变的时候,都会生成一个新的 String 对象,然后将指针指向新的 String 对象。StringBuffer 每次都会对 StringBuffer 对象本身进行操作,而不是生成新的对象并改变对象引用。相同情况下使用 StringBuilder 相比使用 StringBuffer 仅能获得 10%~15% 左右的性能提升,但却要冒多线程不安全的风险。

总结

  1. 操作少量的数据: 适用 String
  2. 单线程操作字符串缓冲区下操作大量数据: 适用 StringBuilder
  3. 多线程操作字符串缓冲区下操作大量数据: 适用 StringBuffer

13. 自动装箱与拆箱

  • 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;

更多内容见:深入剖析 Java 中的装箱和拆箱

14. 在一个静态方法内调用一个非静态成员为什么是非法的?

由于静态方法可以不通过对象进行调用,因此在静态方法里,不能调用其他非静态变量,也不可以访问非静态变量成员。

可以简单的这样理解,一个类中的静态变量在类实例化的时候会完成初始化,而非静态变量未实例化,这个时候静态方法去调用非静态变量,无任何意义。

15. 在 Java 中定义一个不做事且没有参数的构造方法的作用

Java 程序在执行子类的构造方法之前,如果没有用 super()来调用父类特定的构造方法,则会调用父类中“没有参数的构造方法”。因此,如果父类中只定义了有参数的构造方法,而在子类的构造方法中又没有用 super()来调用父类中特定的构造方法,则编译时将发生错误,因为 Java 程序在父类中找不到没有参数的构造方法可供执行。解决办法是在父类里加上一个不做事且没有参数的构造方法。

16. import java 和 javax 有什么区别?

刚开始的时候 JavaAPI 所必需的包是 java 开头的包,javax 当时只是扩展 API 包来使用。然而随着时间的推移,javax 逐渐地扩展成为 Java API 的组成部分。但是,将扩展从 javax 包移动到 java 包确实太麻烦了,最终会破坏一堆现有的代码。因此,最终决定 javax 包将成为标准 API 的一部分。

17. 接口和抽象类的区别是什么?

  1. 接口的方法默认是 public,所有方法在接口中不能有实现 (Java 8 开始接口方法可以有默认实现,有默认实现的方法,实现类中可以不实现该方法),而抽象类可以有非抽象的方法。
  2. 接口中除了 static、final 变量,不能有其他变量,而抽象类中则不一定。
  3. 一个类可以实现多个接口,但只能实现一个抽象类。接口自己本身可以通过 extends 关键字扩展多个接口。
  4. 接口方法默认修饰符是 public,抽象方法可以有 public、protected 和 default 这些修饰符(抽象方法就是为了被重写所以不能使用 private 关键字修饰!)。
  5. 从设计层面来说,抽象是对类的抽象,是一种模板设计,而接口是对行为的抽象,是一种行为的规范。

备注:

  1. 在 JDK8 中,接口也可以定义静态方法,可以直接用接口名调用。实现类和实现是不可以调用的。如果同时实现两个接口,接口中定义了一样的默认方法,则必须重写,不然会报错。(详见 issue:https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/issues/146
  2. jdk9 的接口被允许定义私有方法 。

延伸阅读

jdk7~jdk9 Java 中接口概念的变化(请参阅):

  1. 在 jdk 7 或更早版本中,接口里面只能有常量变量和抽象方法。这些接口方法必须由选择实现接口的类实现。
  2. jdk8 的时候接口可以有默认方法和静态方法功能。
  3. Jdk 9 在接口中引入了私有方法和私有静态方法。

18. 成员变量与局部变量的区别有哪些?

  1. 从语法形式上看:成员变量是属于类的,而局部变量是在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。
  2. 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。
  3. 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消失。
  4. 成员变量如果没有被赋初值: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。

19. 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)。

20. 什么是方法的返回值?返回值在类的方法里的作用是什么?

方法的返回值是指我们获取到的某个方法体中的代码执行后产生的结果!(前提是该方法可能产生结果)。返回值的作用:接收出结果,使得它可以用于其他的操作!

Q.E.D.

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毕生所求无它,爱与自由而已