JAVA基础知识

基本类型和包装类型的区别：

• 用途：除了定义一些常量和局部变量之外，我们在其他地方比如方法参数、对象属性中很少使用基本类型来定义变量。并且，包装类型可以用于浮型，而基本类型不可以。
• 存储方式：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放在堆中。
• 占用空间：相比于包装类型（对象类型），基本数据类型占用的空间往往非常小。
• 默认值：成员变量包装类型不赋值就是null，而基本数据类型有默认值且不是null。
• 比较方式：对于基本数据类型来说，==比较的是值。对于包装数据类型来说，==比较的是对象的内存地址。所有整型包装类对象之间值的比较，全部使用equals()方法。

为什么说是几乎所有对象实例都存放在堆中？

这是因为HotSpot虚拟机引入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误区！基本数据类型的存储位置取决于他们的作用域和声明方式。如果是局部变量，那么他们会存放在栈中；如果是成员变量，那么会存放在堆中。

包装类型的缓存机制：

java基本数据类型的包装数据类型大部分都用到了缓存机制来提升性能。Byte、short、Integer、Long这四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或False。

自动装箱与拆箱及其原理：

• 装箱：将基本类型用他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。

示例：

Integer i=10;//装箱
int n=i;//拆箱

超过long整型的数据应该如何表示：

基本数值类型都有一个表达范围，如果超出这个范围就会有数值溢出的风险。

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型数据。

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。

变量

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。而对象存放于堆内存，局部变量则存放于栈内存。
• 生存时间：从变量在内存中的生存时间上来看，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。

为什么成员变量有默认值：

1. 先不考虑变量类型，如果没有默认值会怎么样？变量存储的是内存地址对应的任意随机值，程序读取该值运行时会出现意外。
2. 默认值有两种设置方式：手动和自动，根据第一点，没有手动赋值一定要自动赋值。成员变量在运行时可借助反射等方法手动赋值，而局部变量不行。
3. 对于编译器来说，局部变量没赋值很好判断，可以直接报错。而成员变量可能是运行时赋值，无法判断，误报"没默认值"又会影响用户体验，所以采用自动赋默认值。

静态变量的作用：

静态变量也就是被static关键字修饰的变量。它可以被类的所有实例共享，无论一个类创建了多少个对象，他们都共享同一份静态变量。也就是说，静态变量只会被分配一次内存，即使创建多个对象，这样可以节省内存。

方法

静态方法为什么不能调用非静态成员：

1. 静态方法是属于类的，在类加载的时候就会分配内存，可以通过类名直接访问。而非静态成员属于实例对象，只有在对象实例化后才存在，需要通过类的实例对象去访问。
2. 在类的非静态成员不存在的时候静态方法就已经存在了，此时调用在内存中还不存在的非静态成员，属于非法操作。

静态方法和实例方法的不同：

1. 调用方式：在外部调用静态方法时，可以使用 类名.方法名 的方式，也可以使用 对象.方法名 的方式，而实例方法只有后面这种方式。也就是说，调用静态方法可以无需创建对象。 不过，一般不建议使用对象.方法名的方式来调用静态方法。这种方式非常容易造成混淆，静态方法不属于类的某个对象而是属于这个类。
2. 访问类成员是否存在限制：静态方法在访问本类的成员时，只允许访问静态成员（即静态成员变量和静态方法），不允许访问实例成员（即实例成员变量和实例方法），而实例方法不存在这个限制。

重载和重写的区别：

**重载：**发生在同一个类中，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。（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。

• 方法名、参数列表必须相同，子类方法返回值类型应该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。
• 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。
• 构造方法无法被重写

其实重写就是子类对父类方法的重新改造，外部样子不能变，内部逻辑可以改变。

注意：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数据类型，重写时可以返回该引用类型的子类，也可以与之相同。

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。比如下面这个方法可以接受0个或者多个参数：

public static void method1(String... args){
    //....
}

注意：可变长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参数：

public static void method2(String arg1,String... args){
    //....
}

遇到方法重载的情况时，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。

面向对象基础

面向对象和面向过程的区别：

• 面向过程编程（pop）：面向过程编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。
• 面向对象编程（oop）：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。

相较于pop，oop开发的程序一般具有以下优点：

• 易维护：由于良好的结构和封装性，oop程序通常更容易维护
• 易复用：通过继承和多态，oop设计使得代码更具复用性，方便扩展功能
• 易扩展：模块化设计使得系统扩展变得更加容易和灵活

pop的编程方式通常更为简单和直接，适合处理一些较简单的任务。

创建一个对象用什么运算符？对象实例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）。

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

如果一个类没有声明构造方法，该程序能正确执行吗？

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，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就不会添加默认的无参数的构造方法了。

构造方法有哪些特点？是否可被override？

构造方法具有以下特点：

• 名称与类名相同：构造方法的名称必须与类名完全一致
• 没有返回值：构造方法没有返回类型，且不能使用void声明
• 自动执行：在生成类的对象时，构造方法会自动执行，无需显式调用

构造方法不能被重写（override），但可以被重载（overload）。因此，一个类中可以有多个构造方法，这些构造方法可以具有不同的参数列表，以提供不同的对象初始化方式。

面向对象三大特征：

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。

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。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，但不能选择性的继承父类。通过使用继承，可以快速的创建新的类，可以提高代码的复用，程序的可维护性，节省大量创建新的类的时间，提高开发效率。

关于继承有如下三点：

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的，只是拥有
2. 子类可以拥有自己的属性和方法，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

多态：

多态，顾名思义就是一个对象具有多种状态，具体表现为父类的引用指向子类的实例。

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方法，真正执行的是子类重写的方法，如果子类没有重写父类的方法，执行的是父类的方法。

接口和抽象类的共同点及区别：

共同点：

• 实例化：接口和抽象类都不能直接实例化，只能被实现（接口）或继承（抽象类）后才能创建具体的对象。
• 抽象方法：接口和抽象类都可以包含抽象方法。抽象方法没有方法体，必须在子类或实现类中实现。

区别：

• 设计目的：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。
• 继承和实现：一个类只能继承一个类，因为java不支持多继承。但一个类可以实现多个接口，一个接口也可以继承多个其他接口。
• 成员变量：接口中的成员只能是public、static、final类型的，不能被修改且必须有初始值。抽象类的成员变量可以有任何修饰符（private、protected、public），可以在子类中被重新定义或赋值。

深拷贝和浅拷贝的区别，以及引用拷贝：

区别：

• 浅拷贝：浅拷贝会在堆上创建一个新的对象（区别于引用拷贝的一点），不过，如果原对象内部的属性是引用类型的话，浅拷贝会直接复制内部对象的引用地址，也就是说拷贝对象和原对象共用一个内部对象。
• 深拷贝：深拷贝会完全复制整个对象，包括这个对象所包含的内部对象。

引用拷贝：简单来说，引用拷贝就是两个不同的引用指向同一个对象。

==和equals()的区别：

"=="对于基本类型和引用类型的作用是不同的：

• 对于基本数据类型来说，"=="比较的是值。
• 对于引用数据类型来说，"=="比较的是对象的内存地址。

【因为java只有值传递，所以，对于"=="来说，不管是比较基本数据类型，还是引用数据类型的变量，其本质都是比较的值，只是引用数据类型变量的值是对象的地址】

equals()不能用于判断基本数据类型的变量，只能用于判断两个对象是否相等。equals()方法存在于Object类中，而Object类是所有类的直接或间接父类，因此所有的类都有equals()方法。

equals()方法存在两种使用情况：

• 类没有重写equals()方法：通过equals()比较该类的两个对象时，等价于通过"=="比较这两个对象，使用的默认是Object类equals()方法。
• 类重写了equals()方法：一般我们都重写equals()方法来比较两个对象中属性是否相等；若他们的属性相等，则返回True。

hashCode()的作用：

hashCode()的作用是获取哈希码（int整数），也称为散列码。这个哈希码的作用是确定该对象在哈希表中的索引位置。

hashCode()定义在JDK的Object类，这就意味着java中的任何类都包含有hashCode()函数。另外需要注意的是：Object的hashCode()方法是本地方法，也就是用C语言或C++实现的。

为什么要有hashCode？

其实，hashCode()和equals()都是用于比较两个对象是否相等。

那为什么jdk还要同时提供这两个方法呢？

这是因为在一些容器（比如HashMap、HashSet）中，有了hashCode()之后，判断元素是否在对应容器的效率会更高。

那为什么不只提供hashCode()方法？

这是因为两个对象的hashCode值相等并不代表两个对象就相等。

那为什么两个对象的hashCode值相等，他们也不一定相等？

因为hashCode()所使用的哈希算法也许刚好会让多个对象传回相同的哈希值。越糟糕的哈希算法越容易碰撞，但这也与数据值域分布的特性有关（所谓哈希碰撞也就是指的是不同的对得到相同的hashCode）。

总结下来就是：

• 如果两个对象的hashCode值相等，那这两个对象不一定相等（哈希碰撞）
• 如果两个对象的hashCode值相等并且equals()方法也返回true，我们才认为这两个对象相等。
• 如果两个对象的hashCode值不相等，我们就可以直接认为这两个对象不相等。

异常

异常使用要注意的地方：

• 不要把异常定义为静态变量，因为这样会导致异常栈信息错乱。每次手动抛出异常，我们都需要手动new一个异常对象抛出
• 抛出的异常信息一定要有意义
• 建议抛出更加具体的异常，比如字符串转换为数字格式错误的时候应该抛出NumberFormatException而不是其父类IllegalArgumentException
• 避免重复记录日志

java集合基础知识

java集合，也叫做容器。主要是由两大接口派生而来：一个是Collection接口，主要用于存放单一元素；另一个是Map接口，主要用于存放键值对。对于Collection接口，下面又有三个主要的子接口：List、Set、Queue

List、Set、Queue、Map的区别

• List（对付顺序的好帮手）：存储的元素是有序的、可重复的
• Set（注重独一无二的性质）：存储的元素是不可重复的
• Queue（实现排队功能的叫号机）：按特定的排队规则来确定先后顺序，存储的元素是有序的的可重复的
• Map（用Key来搜索的专家）：使用键值对存储，类似于数学上的函数y=f(x)，"x"代表key，"y"代表value，key是无序的、不可重复的，value是无序的、可重复的，每个键最多映射到一个值。

集合框架底层数据结构总结

Collection接口下面的集合：

List:

• ArrayList：Object[ ]数组。
• Vector：Object[ ]数组。
• LinkedList：双向链表

Set：

• HashSet（无序，唯一）：基于HashMap实现的，底层使用HashMap来保存元素
• LinkedHashSet：LinkedHashSet是HashSet的子类，并且其内部是通过LinkedHashMap来实现的
• TreeSet（有序，唯一）：红黑树

Queue：

• PriorityQueue：Object[]数组来实现小顶堆
• DelayQueue：PriorityQueue
• ArrayDeque：可扩容动态双向数组

Map接口下的集合：

选用集合的常见方法

我们主要根据集合的特点来选择合适的集合。比如：

• 我们需要根据键值获取到元素值时就选用Map接口下的集合，需要排序时选择TreeMap，不需要排序时就选择HashMap，需要保证线程安全就选用ConcurrentHashMap
• 我们只需要存放元素值时，就选择实现Collection接口的集合，需要保证元素唯一时选择实现Set接口的集合，比如TreeSet或HashSet，不需要就选择实现List接口的集合，比如ArrayList或LinkedList，然后再根据实现这些接口的集合的特点来选用。