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Java基礎知識30問

來自:Java面試通關手冊(微信號:Java_Guide)


本文主要內容是:30道Java基礎題目。


嘿嘿,前幾天有粉絲找到我說想看看關於Java比較基礎的知識的文章,自己有剛好總結了,所以這裡分享給大家。

我這裡以30道Java基礎知識題目,帶著大家回顧一下Java基礎知識。

1. 面向物件和麵向過程的區別

面向過程

優點: 性能比面向物件高,因為類呼叫時需要實體化,開銷比較大,比較消耗資源;比如單片機、嵌入式開發、Linux/Unix等一般採用面向過程開發,性能是最重要的因素。

缺點: 沒有面向物件易維護、易復用、易擴展

面向物件

優點: 易維護、易復用、易擴展,由於面向物件有封裝、繼承、多型性的特性,可以設計出低耦合的系統,使系統更加靈活、更加易於維護

缺點: 性能比面向過程低

2. Java語言有哪些特點?

  1. 簡單易學;

  2. 面向物件(封裝,繼承,多型);

  3. 平臺無關性(Java虛擬機實現平臺無關性);

  4. 可靠性;

  5. 安全性;

  6. 支持多執行緒(C++語言沒有內置的多執行緒機制,因此必須呼叫操作系統的多執行緒功能來進行多執行緒程式設計,而Java語言卻提供了多執行緒支持);

  7. 支持網絡編程並且很方便(Java語言誕生本身就是為簡化網絡編程設計的,因此Java語言不僅支持網絡編程而且很方便);

  8. 編譯與解釋並存;

3. 什麼是JDK?什麼是JRE?什麼是JVM?三者之間的聯繫與區別

這幾個是Java中很基本很基本的東西,但是我相信一定還有很多人搞不清楚!為什麼呢?因為我們大多數時候在使用現成的編譯工具以及環境的時候,並沒有去考慮這些東西。

JDK: 顧名思義它是給開發者提供的開發工具箱,是給程式開發者用的。它除了包括完整的JRE(Java Runtime Environment),Java運行環境,還包含了其他供開發者使用的工具包。

JRE: 普通用戶而只需要安裝JRE(Java Runtime Environment)來運行Java程式。而程式開發者必須安裝JDK來編譯、除錯程式。

JVM: 當我們運行一個程式時,JVM負責將位元組碼轉換為特定機器代碼,JVM提供了記憶體管理/垃圾回收和安全機制等。這種獨立於硬體和操作系統,正是java程式可以一次編寫多處執行的原因。

區別與聯繫:

  1. JDK用於開發,JRE用於運行java程式 ;

  2. JDK和JRE中都包含JVM ;

  3. JVM是java編程語言的核心並且具有平臺獨立性。

4. 什麼是位元組碼?採用位元組碼的最大好處是什麼?

先看下java中的編譯器和解釋器:   

Java中引入了虛擬機的概念,即在機器和編譯程式之間加入了一層抽象的虛擬的機器。這台虛擬的機器在任何平臺上都提供給編譯程式一個的共同的接口。

編譯程式只需要面向虛擬機,生成虛擬機能夠理解的代碼,然後由解釋器來將虛擬機代碼轉換為特定系統的機器碼執行。在Java中,這種供虛擬機理解的代碼叫做 位元組碼(即擴展名為 .class的檔案),它不面向任何特定的處理器,只面向虛擬機。

每一種平臺的解釋器是不同的,但是實現的虛擬機是相同的。Java源程式經過編譯器編譯後變成位元組碼,位元組碼由虛擬機解釋執行,虛擬機將每一條要執行的位元組碼送給解釋器,解釋器將其翻譯成特定機器上的機器碼,然後在特定的機器上運行。這也就是解釋了Java的編譯與解釋並存的特點。

Java原始碼—->編譯器—->jvm可執行的Java位元組碼(即虛擬指令)—->jvm—->jvm中解釋器—–>機器可執行的二進制機器碼—->程式運行。

採用位元組碼的好處: 

Java語言通過位元組碼的方式,在一定程度上解決了傳統解釋型語言執行效率低的問題,同時又保留瞭解釋型語言可移植的特點。所以Java程式運行時比較高效,而且,由於位元組碼並不專對一種特定的機器,因此,Java程式無須重新編譯便可在多種不同的計算機上運行。

5. Java和C++的區別

我知道很多人沒學過C++,但是面試官就是沒事喜歡拿咱們Java和C++比呀!沒辦法!!!就算沒學過C++,也要記下來!

  • 都是面向物件的語言,都支持封裝、繼承和多型

  • Java不提供指標來直接訪問記憶體,程式記憶體更加安全

  • Java的類是單繼承的,C++支持多重繼承;雖然Java的類不可以多繼承,但是接口可以多繼承。

  • Java有自動記憶體管理機制,不需要程式員手動釋放無用記憶體

6. 什麼是Java程式的主類?應用程式和小程式的主類有何不同?

一個程式中可以有多個類,但只能有一個類是主類。在Java應用程式中,這個主類是指包含main()方法的類。而在Java小程式中,這個主類是一個繼承自系統類JApplet或Applet的子類。應用程式的主類不一定要求是public類,但小程式的主類要求必須是public類。主類是Java程式執行的入口點。

7. Java應用程式與小程式之間有那些差別?

簡單說應用程式是從主執行緒啟動(也就是main()方法)。applet小程式沒有main方法,主要是嵌在瀏覽器頁面上運行(呼叫init()執行緒或者run()來啟動),嵌入瀏覽器這點跟flash的小游戲類似。

8. 字符型常量和字串常量的區別

  1. 形式上: 字符常量是單引號引起的一個字符 字串常量是雙引號引起的若干個字符

  2. 含義上: 字符常量相當於一個整形值(ASCII值),可以參加運算式運算 字串常量代表一個地址值(該字串在記憶體中存放位置)

  3. 占記憶體大小上: 字符常量只占一個位元組 字串常量占若干個位元組(至少一個字符結束標誌)

9. 建構式Constructor是否可被override

在講繼承的時候我們就知道父類的私有屬性和構造方法並不能被繼承,所以Constructor也就不能被override,但是可以overload,所以你可以看到一個類中有多個建構式的情況。

10. 多載和重寫的區別

多載: 發生在同一個類中,方法名必須相同,引數型別不同、個數不同、順序不同,方法傳回值和訪問修飾符可以不同,發生在編譯時。   

重寫: 發生在父子類中,方法名、引數串列必須相同,傳回值範圍小於等於父類,丟擲的異常範圍小於等於父類,訪問修飾符範圍大於等於父類;如果父類方法訪問修飾符為private則子類就不能重寫該方法。

11. Java 面向物件編程三大特性:封裝、繼承、多型

封裝

封裝把一個物件的屬性私有化,同時提供一些可以被外界訪問的屬性的方法,如果不想被外界方法,我們大可不必提供方法給外界訪問。但是如果一個類沒有提供給外界訪問的方法,那麼這個類也沒有什麼意義了。

繼承

繼承是使用已存在的類的定義作為基礎建立新類的技術,新類的定義可以增加新的資料或新的功能,也可以用父類的功能,但不能選擇性地繼承父類。通過使用繼承我們能夠非常方便地復用以前的代碼。

關於繼承如下3點請記住:

  1. 子類擁有父類非private的屬性和方法。

  2. 子類可以擁有自己屬性和方法,即子類可以對父類進行擴展。

  3. 子類可以用自己的方式實現父類的方法。(以後介紹)。

多型

所謂多型就是指程式中定義的取用變數所指向的具體型別和通過該取用變數發出的方法呼叫在編程時並不確定,而是在程式運行期間才確定,即一個取用變數倒底會指向哪個類的實體物件,該取用變數發出的方法呼叫到底是哪個類中實現的方法,必須在由程式運行期間才能決定。

在Java中有兩種形式可以實現多型:繼承(多個子類對同一方法的重寫)和接口(實現接口並改寫接口中同一方法)。

12. String和StringBuffer、StringBuilder的區別是什麼?String為什麼是不可變的?

可變性 

String類中使用字符陣列儲存字串,private final char value[],所以string物件是不可變的。StringBuilder與StringBuffer都繼承自AbstractStringBuilder類,在AbstractStringBuilder中也是使用字符陣列儲存字串,char[]value,這兩種物件都是可變的。  

執行緒安全性

String中的物件是不可變的,也就可以理解為常量,執行緒安全。AbstractStringBuilder是StringBuilder與StringBuffer的公共父類,定義了一些字串的基本操作,如expandCapacity、append、insert、indexOf等公共方法。StringBuffer對方法加了同步鎖或者對呼叫的方法加了同步鎖,所以是執行緒安全的。StringBuilder並沒有對方法進行加同步鎖,所以是非執行緒安全的。  

性能

每次對String 型別進行改變的時候,都會生成一個新的String物件,然後將指標指向新的String 物件。StringBuffer每次都會對StringBuffer物件本身進行操作,而不是生成新的物件並改變物件取用。相同情況下使用StirngBuilder 相比使用StringBuffer 僅能獲得10%~15% 左右的性能提升,但卻要冒多執行緒不安全的風險。

對於三者使用的總結: 

如果要操作少量的資料用 = String單執行緒操作字串緩衝區 下操作大量資料 = StringBuilder多執行緒操作字串緩衝區 下操作大量資料 = StringBuffer

13. 自動裝箱與拆箱

裝箱:將基本型別用它們對應的取用型別包裝起來;

拆箱:將包裝型別轉換為基本資料型別;

14. 在一個靜態方法內呼叫一個非靜態成員為什麼是非法的?

由於靜態方法可以不通過物件進行呼叫,因此在靜態方法里,不能呼叫其他非靜態變數,也不可以訪問非靜態變數成員。

15. 在Java中定義一個不做事且沒有引數的構造方法的作用

 Java程式在執行子類的構造方法之前,如果沒有用super()來呼叫父類特定的構造方法,則會呼叫父類中“沒有引數的構造方法”。因此,如果父類中只定義了有引數的構造方法,而在子類的構造方法中又沒有用super()來呼叫父類中特定的構造方法,則編譯時將發生錯誤,因為Java程式在父類中找不到沒有引數的構造方法可供執行。解決辦法是在父類裡加上一個不做事且沒有引數的構造方法。 

16. import java和javax有什麼區別

剛開始的時候JavaAPI所必需的包是java開頭的包,javax當時只是擴展API包來說使用。然而隨著時間的推移,javax逐漸的擴展成為Java API的組成部分。但是,將擴展從javax包移動到java包將是太麻煩了,最終會破壞一堆現有的代碼。因此,最終決定javax包將成為標準API的一部分。

所以,實際上java和javax沒有區別。這都是一個名字。

17. 接口和抽象類的區別是什麼?

  1. 接口的方法預設是public,所有方法在接口中不能有實現,抽象類可以有非抽象的方法

  2. 接口中的實體變數預設是final型別的,而抽象類中則不一定

  3. 一個類可以實現多個接口,但最多只能實現一個抽象類

  4. 一個類實現接口的話要實現接口的所有方法,而抽象類不一定

  5. 接口不能用new實體化,但可以宣告,但是必須取用一個實現該接口的物件 從設計層面來說,抽象是對類的抽象,是一種模板設計,接口是行為的抽象,是一種行為的規範。

18. 成員變數與區域性變數的區別有那些?

  1. 從語法形式上,看成員變數是屬於類的,而區域性變數是在方法中定義的變數或是方法的引數;成員變數可以被public,private,static等修飾符所修飾,而區域性變數不能被訪問控制修飾符及static所修飾;但是,成員變數和區域性變數都能被final所修飾;

  2. 從變數在記憶體中的儲存方式來看,成員變數是物件的一部分,而物件存在於堆記憶體,區域性變數存在於棧記憶體

  3. 從變數在記憶體中的生存時間上看,成員變數是物件的一部分,它隨著物件的創建而存在,而區域性變數隨著方法的呼叫而自動消失。

  4. 成員變數如果沒有被賦初值,則會自動以型別的預設值而賦值(一種情況例外被final修飾但沒有被static修飾的成員變數必須顯示地賦值);而區域性變數則不會自動賦值。

19. 創建一個物件用什麼運算子?物件物體與物件取用有何不同?

new運算子,new創建物件實體(物件實體在堆記憶體中),物件取用指向物件實體(物件取用存放在棧記憶體中)。一個物件取用可以指向0個或1個物件(一根繩子可以不系氣球,也可以系一個氣球);一個物件可以有n個取用指向它(可以用n條繩子系住一個氣球)。

20. 什麼是方法的傳回值?傳回值在類的方法里的作用是什麼?

方法的傳回值是指我們獲取到的某個方法體中的代碼執行後產生的結果!(前提是該方法可能產生結果)。傳回值的作用:接收出結果,使得它可以用於其他的操作!

21. 一個類的構造方法的作用是什麼?若一個類沒有宣告構造方法,改程式能正確執行嗎?為什麼?

主要作用是完成對類物件的初始化工作。可以執行。因為一個類即使沒有宣告構造方法也會有預設的不帶引數的構造方法。

22. 構造方法有哪些特性?

  1. 名字與類名相同;

  2. 沒有傳回值,但不能用void宣告建構式;

  3. 生成類的物件時自動執行,無需呼叫。

23. 靜態方法和實體方法有何不同?

  1. 在外部呼叫靜態方法時,可以使用”類名.方法名”的方式,也可以使用”物件名.方法名”的方式。而實體方法只有後面這種方式。也就是說,呼叫靜態方法可以無需創建物件。

  2. 靜態方法在訪問本類的成員時,只允許訪問靜態成員(即靜態成員變數和靜態方法),而不允許訪問實體成員變數和實體方法;實體方法則無此限制.

24. 物件的相等與指向他們的取用相等,兩者有什麼不同?

物件的相等 比的是記憶體中存放的內容是否相等而取用相等 比較的是他們指向的記憶體地址是否相等。

25. 在呼叫子類構造方法之前會先呼叫父類沒有引數的構造方法,其目的是?

幫助子類做初始化工作。

26. ==與equals(重要)

== : 它的作用是判斷兩個物件的地址是不是相等。即,判斷兩個物件是不是同一個物件。(基本資料型別==比較的是值,取用資料型別==比較的是記憶體地址)

equals() : 它的作用也是判斷兩個物件是否相等。但它一般有兩種使用情況:

  • 情況1:類沒有改寫equals()方法。則通過equals()比較該類的兩個物件時,等價於通過“==”比較這兩個物件。

  • 情況2:類改寫了equals()方法。一般,我們都改寫equals()方法來兩個物件的內容相等;若它們的內容相等,則傳回true(即,認為這兩個物件相等)。

舉個例子:

  1. public class test1 {

  2.    public static void main(String[] args) {

  3.        String a = new String("ab"); // a 為一個取用

  4.        String b = new String("ab"); // b為另一個取用,物件的內容一樣

  5.        String aa = "ab"; // 放在常量池中

  6.        String bb = "ab"; // 從常量池中查找

  7.        if (aa == bb) // true

  8.            System.out.println("aa==bb");

  9.        if (a == b) // false,非同一物件

  10.            System.out.println("a==b");

  11.        if (a.equals(b)) // true

  12.            System.out.println("aEQb");

  13.        if (42 == 42.0) { // true

  14.            System.out.println("true");

  15.        }

  16.    }

  17. }

說明:

  • String中的equals方法是被重寫過的,因為object的equals方法是比較的物件的記憶體地址,而String的equals方法比較的是物件的值。

  • 當創建String型別的物件時,虛擬機會在常量池中查找有沒有已經存在的值和要創建的值相同的物件,如果有就把它賦給當前取用。如果沒有就在常量池中重新創建一個String物件。

27. hashCode與equals(重要)

面試官可能會問你:“你重寫過 hashcode 和 equals 麽,為什麼重寫equals時必須重寫hashCode方法?”

hashCode()介紹

hashCode() 的作用是獲取哈希碼,也稱為散列碼;它實際上是傳回一個int整數。這個哈希碼的作用是確定該物件在哈希表中的索引位置。hashCode() 定義在JDK的Object.java中,這就意味著Java中的任何類都包含有hashCode() 函式。

散串列儲存的是鍵值對(key-value),它的特點是:能根據“鍵”快速的檢索出對應的“值”。這其中就利用到了散列碼!(可以快速找到所需要的物件)

為什麼要有hashCode

我們以“HashSet如何檢查重覆”為例子來說明為什麼要有hashCode:

當你把物件加入HashSet時,HashSet會先計算物件的hashcode值來判斷物件加入的位置,同時也會與其他已經加入的物件的hashcode值作比較,如果沒有相符的hashcode,HashSet會假設物件沒有重覆出現。但是如果發現有相同hashcode值的物件,這時會呼叫equals()方法來檢查hashcode相等的物件是否真的相同。如果兩者相同,HashSet就不會讓其加入操作成功。如果不同的話,就會重新散列到其他位置。(摘自我的Java啟蒙書《Head fist java》第二版)。這樣我們就大大減少了equals的次數,相應就大大提高了執行速度。

hashCode()與equals()的相關規定

  1. 如果兩個物件相等,則hashcode一定也是相同的

  2. 兩個物件相等,對兩個物件分別呼叫equals方法都傳回true

  3. 兩個物件有相同的hashcode值,它們也不一定是相等的

  4. 因此,equals方法被改寫過,則hashCode方法也必須被改寫

  5. hashCode()的預設行為是對堆上的物件產生獨特值。如果沒有重寫hashCode(),則該class的兩個物件無論如何都不會相等(即使這兩個物件指向相同的資料)

28. Java中的值傳遞和取用傳遞

值傳遞是指物件被值傳遞,意味著傳遞了物件的一個副本,即使副本被改變,也不會影響源物件。(因為值傳遞的時候,實際上是將引數的值複製一份給形參。)

取用傳遞是指物件被取用傳遞,意味著傳遞的並不是實際的物件,而是物件的取用。因此,外部對取用物件的改變會反映到所有的物件上。(因為取用傳遞的時候,實際上是將引數的地址值複製一份給形參。)

具體可以查看我的這篇文章:

最最最常見的Java面試題總結——第一周

29. 簡述執行緒,程式、行程的基本概念。以及他們之間關係是什麼?

執行緒與行程相似,但執行緒是一個比行程更小的執行單位。一個行程在其執行的過程中可以產生多個執行緒。與行程不同的是同類的多個執行緒共享同一塊記憶體空間和一組系統資源,所以系統在產生一個執行緒,或是在各個執行緒之間作切換工作時,負擔要比行程小得多,也正因為如此,執行緒也被稱為輕量級行程。

程式是含有指令和資料的檔案,被儲存在磁盤或其他的資料儲存設備中,也就是說程式是靜態的代碼。

行程是程式的一次執行過程,是系統運行程式的基本單位,因此行程是動態的。系統運行一個程式即是一個行程從創建,運行到消亡的過程。簡單來說,一個行程就是一個執行中的程式,它在計算機中一個指令接著一個指令地執行著,同時,每個行程還占有某些系統資源如CPU時間,記憶體空間,檔案,檔案,輸入輸出設備的使用權等等。換句話說,當程式在執行時,將會被操作系統載入記憶體中。執行緒是行程劃分成的更小的運行單位。執行緒和行程最大的不同在於基本上各行程是獨立的,而各執行緒則不一定,因為同一行程中的執行緒極有可能會相互影響。從另一角度來說,行程屬於操作系統的範疇,主要是同一段時間內,可以同時執行一個以上的程式,而執行緒則是在同一程式內幾乎同時執行一個以上的程式段。

30. 執行緒有哪些基本狀態?這些狀態是如何定義的?

  1. 新建(new):新創建了一個執行緒物件。

  2. 可運行(runnable):執行緒物件創建後,其他執行緒(比如main執行緒)呼叫了該物件的start()方法。該狀態的執行緒位於可運行執行緒池中,等待被執行緒調度選中,獲 取cpu的使用權。

  3. 運行(running):可運行狀態(runnable)的執行緒獲得了cpu時間片(timeslice),執行程式代碼。

  4. 阻塞(block):阻塞狀態是指執行緒因為某種原因放棄了cpu使用權,也即讓出了cpu timeslice,暫時停止運行。直到執行緒進入可運行(runnable)狀態,才有 機會再次獲得cpu timeslice轉到運行(running)狀態。阻塞的情況分三種: (一). 等待阻塞:運行(running)的執行緒執行o.wait()方法,JVM會把該執行緒放 入等待佇列(waitting queue)中。 (二). 同步阻塞:運行(running)的執行緒在獲取物件的同步鎖時,若該同步鎖 被別的執行緒占用,則JVM會把該執行緒放入鎖池(lock pool)中。 (三). 其他阻塞: 運行(running)的執行緒執行Thread.sleep(long ms)或t.join()方法,或者發出了I/O請求時,JVM會把該執行緒置為阻塞狀態。當sleep()狀態超時join()等待執行緒終止或者超時、或者I/O處理完畢時,執行緒重新轉入可運行(runnable)狀態。

  5. 死亡(dead):執行緒run()、main()方法執行結束,或者因異常退出了run()方法,則該執行緒結束生命周期。死亡的執行緒不可再次復生。

備註: 可以用早起坐地鐵來比喻這個過程:

還沒起床:sleeping

起床收拾好了,隨時可以坐地鐵出發:Runnable

等地鐵來:Waiting

地鐵來了,但要排隊上地鐵:I/O阻塞

上了地鐵,發現暫時沒座位:synchronized阻塞

地鐵上找到座位:Running

到達目的地:Dead


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