JAVA总结(一)

面向对象

抽象：关注属性和行为，不关注行为的细节
继承：让变化中的软件系统有了一定的延续性，同时继承也是封装程序中可变因素的重要手段
封装：隐藏一切可以隐藏的东西，只向外界提供最简单的编程接口
多态性：编译是多态性和运行时多态性

• 方法重载(overload)编译时的多态(前绑定) ——多个函数同时存在，具有不同的参数和不同的定义
• 方法重写(override)运行时的多态(后绑定)

实现多态：
1.方法重写（子类继承父类并重写父类中已有的或抽象的方法）
2.对象造型（用父类型引用引用子类型对象，这样同样的引用调用同样的方法就会根据子类对象的不同而表现出不同的行为）

访问修饰符

修饰符	当前类	同 包	子类	其他包
public	√	√	√	√
protected	√	√	√	×
default(默认)	√	√	×	×
private	√	×	×	×

基本数据类型

Java中的基本数据类型只有8个：byte、short、int、long、float、double、char、boolean
除了基本类型和枚举类型，剩下的都是引用类型

eg : float f=3.4;是否正确?
答:不正确。3.4是双精度数，将双精度型（double）赋值给浮点型（float）属于下转型（down-casting，也称为窄化）会造成精度损失，因此需要强制类型转换float f =(float)3.4; 或者写成float f =3.4F;

eg : short s1 = 1; s1 = s1 + 1;有错吗?short s1 = 1; s1 += 1;有错吗？
答：对于short s1 = 1; s1 = s1 + 1;由于1是int类型，因此s1+1运算结果也是int 型，需要强制转换类型才能赋值给short型。而short s1 = 1; s1 += 1;可以正确编译，因为s1+= 1;相当于s1 = (short)(s1 + 1);其中有隐含的强制类型转换。

原始/包装类型

原始类型: boolean，char，byte，short，int，long，float，double
包装类型：Boolean，Character，Byte，Short，Integer，Long，Float，Double
eg ： int的包装类就是Integer，从Java 5开始引入了自动装箱/拆箱机制，使得二者可以相互转换

class Test {

    public static void main(String[] args) {
        Integer a = new Integer(3);
        Integer b = 3;                  // 将3自动装箱成Integer类型
        int c = 3;
        System.out.println(a == b);     // false 两个引用没有引用同一对象
        System.out.println(a == c);     // true a自动拆箱成int类型再和c比较
    }
}

eg : 输出结果是啥

public class Test {
 
    public static void main(String[] args) {
        Integer f1 = 100, f2 = 100, f3 = 150, f4 = 150;
 
        System.out.println(f1 == f2);
        System.out.println(f3 == f4);
    }
}

首先需要注意的是f1、f2、f3、f4四个变量都是Integer对象引用，所以下面的==运算比较的不是值而是引用
装箱的本质是什么呢？当我们给一个Integer对象赋一个int值的时候，会调用Integer类的静态方法valueOf，如果看看valueOf的源代码就知道发生了什么:

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

IntegerCache是Integer的内部类，其代码如下所示：

/**
     * Cache to support the object identity semantics of autoboxing for values between
     * -128 and 127 (inclusive) as required by JLS.
     *
     * The cache is initialized on first usage.  The size of the cache
     * may be controlled by the {@code -XX:AutoBoxCacheMax=} option.
     * During VM initialization, java.lang.Integer.IntegerCache.high property
     * may be set and saved in the private system properties in the
     * sun.misc.VM class.
     */
 
    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;
 
            cache = new Integer[(high - low) + 1];
            int j = low;
            for(int k = 0; k < cache.length; k++)
                cache[k] = new Integer(j++);
 
            // range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)
            assert IntegerCache.high >= 127;
        }
 
        private IntegerCache() {}
    }

简单的说，如果整型字面量的值在-128到127之间，那么不会new新的Integer对象，而是直接引用常量池中的Integer对象，所以上面的f1==f2的结果是true，而f3==f4的结果是false

&和&&

&运算符有两种用法：(1)按位与；(2)逻辑与
&&运算符是短路与运算

• 二者都要求运算符左右两端的布尔值都是true整个表达式的值才是true
• &&之所以称为短路运算是因为，如果&&左边的表达式的值是false，右边的表达式会被直接短路掉，不会进行运算

eg : username != null &&!username.equals(“”)
二者的顺序不能交换，更不能用&运算符，因为第一个条件如果不成立，根本不能进行字符串的equals比较，否则会产生NullPointerException异常
逻辑或运算符（|）和短路或运算符（||）的差别也是如此

栈(stack)、堆(heap)和静态区(static area)

通常我们定义一个基本数据类型的变量，一个对象的引用，还有就是函数调用的现场保存都使用内存中的栈空间；而通过new关键字和构造器创建的对象放在堆空间；程序中的字面量如直接书写的100、”hello”和常量都是放在静态区中。栈空间操作起来最快但是栈很小，通常大量的对象都是放在堆空间，理论上整个内存没有被其他进程使用的空间甚至硬盘上的虚拟内存都可以被当成堆空间来使用。
eg ：

String str = new String("hello");

变量str放在栈上，用new创建出来的字符串对象放在堆上，而”hello”这个字面量放在静态区

Math.round

Math.round(11.5)的返回值是12，Math.round(-11.5)的返回值是-11

switch

在Java 5以前，switch(expr)中，expr只能是byte、short、char、int。从Java 5开始，Java中引入了枚举类型，expr也可以是enum类型，从Java 7开始，expr还可以是字符串（String），但是长整型（long）在目前所有的版本中都是不可以的

计算2乘以8最有效率方法

2 << 3（左移3位相当于乘以2的3次方，右移3位相当于除以2的3次方）
eg : 31*num <==>(等价于) (num << 5) - num

length

数组没有length()方法，有length 的属性。String 有length()方法

在Java中，如何跳出当前的多重嵌套循环

在最外层循环前加一个标记如A，然后用break A;可以跳出多重循环

实例一：普通break跳出当前循环，跳不出多重循环：

public class LoopDemo {  
    public static void main(String[] args) {  
        for (int i = 0; i < 2; i++) {  
            System.out.println("运行第一重循环" + i);  
            for (int j = 0; j < 2; j++) {  
                System.out.println("运行第二重循环" + j);  
                for (int k = 0; k < 2; k++) {  
                    if(k==1){  
                        break;  
                    }  
                    System.out.println("运行第三重循环" + k);  
                    System.out.println("******************************");  
                      
                }  
            }  
        }  
    }  
}  

运行结果：

运行第一重循环0  
运行第二重循环0  
运行第三重循环0  
******************************  
运行第二重循环1  
运行第三重循环0  
******************************  
运行第一重循环1  
运行第二重循环0  
运行第三重循环0  
******************************  
运行第二重循环1  
运行第三重循环0  
******************************  

实例二：利用label标记跳出多重循环:

public class LoopDemo {  
    public static void main(String[] args) {  
        zengzs: for (int i = 0; i < 2; i++) {  
            System.out.println("运行第一重循环" + i);  
            for (int j = 0; j < 2; j++) {  
                // label: for (int j = 0; j <2; i++) {  
                System.out.println("运行第二重循环" + j);  
                for (int k = 0; k < 2; k++) {  
                    // break label;  
                    if (k == 1) {  
                        System.out.println("跳出多重循环");  
                        break zengzs;  
                    }  
                    System.out.println("运行第三重循环" + k);  
                    System.out.println("**************************");  
                }  
            }  
        }  
    }  
}  

运行结果：

运行第一重循环0  
运行第二重循环0  
运行第三重循环0  
**************************  
跳出多重循环  

构造器（constructor）是否可被重写（override）

构造器不能被继承，因此不能被重写，但可以被重载

两个对象值相同(x.equals(y) == true)，但却可有不同的hash code，这句话对不对

不对，如果两个对象x和y满足x.equals(y) == true，它们的哈希码（hash code）应当相同

对于eqauls方法和hashCode方法是这样规定的：
(1)如果两个对象相同（equals方法返回true），那么它们的hashCode值一定要相同
(2)如果两个对象的hashCode相同，它们并不一定相同

equals方法

首先equals方法必须满足

• 自反性（x.equals(x)必须返回true）
• 对称性（x.equals(y)返回true时，y.equals(x)也必须返回true）
• 传递性（x.equals(y)和y.equals(z)都返回true时，x.equals(z)也必须返回true）
• 一致性（当x和y引用的对象信息没有被修改时，多次调用x.equals(y)应该得到同样的返回值），而且对于任何非null值的引用x，x.equals(null)必须返回false

实现高质量的equals方法的诀窍

1. 使用==操作符检查”参数是否为这个对象的引用”；
2. 使用instanceof操作符检查”参数是否为正确的类型”；
3. 对于类中的关键属性，检查参数传入对象的属性是否与之相匹配；
4. 编写完equals方法后，问自己它是否满足对称性、传递性、一致性；
5. 重写equals时总是要重写hashCode；
6. 不要将equals方法参数中的Object对象替换为其他的类型，在重写时不要忘掉@Override注解

是否可以继承String类

String 类是final类，不可以被继承

继承String本身就是一个错误的行为，对String类型最好的重用方式是关联关系（Has-A）和依赖关系（Use-A）而不是继承关系（Is-A）

final关键字

java中的final关键字非常重要，它可以应用于类、方法以及变量
(1)修饰类：表示该类不能被继承；
(2)修饰方法：表示方法不能被重写；
(3)修饰变量：表示变量只能一次赋值以后值不能被修改（常量）只读的

final关键字的好处：
1.final关键字提高了性能。JVM和Java应用都会缓存final变量。
2.final变量可以安全的在多线程环境下进行共享，而不需要额外的同步开销。
3.使用final关键字，JVM会对方法、变量及类进行优化。

关于final的重要知识点
1.final关键字可以用于成员变量、本地变量、方法以及类。
2.final成员变量必须在声明的时候初始化或者在构造器中初始化，否则就会报编译错误。
3.你不能够对final变量再次赋值。
4.本地变量必须在声明时赋值。
5.在匿名类中所有变量都必须是final变量。
6.final方法不能被重写。
7.final类不能被继承。
8.final关键字不同于finally关键字，后者用于异常处理。

9.final关键字容易与finalize()方法搞混，后者是在Object类中定义的方法，是在垃圾回收之前被JVM调用的方法。
10.接口中声明的所有变量本身是final的。
11.final和abstract这两个关键字是反相关的，final类就不可能是abstract的。
12.final方法在编译阶段绑定，称为静态绑定(static binding)。
13.没有在声明时初始化final变量的称为空白final变量(blank final variable)，它们必须在构造器中初始化，或者调用this()初始化。不这么做的话，编译器会报错“final变量(变量名)需要进行初始化”。
14.将类、方法、变量声明为final能够提高性能，这样JVM就有机会进行估计，然后优化。
15.按照Java代码惯例，final变量就是常量，而且通常常量名要大写。

值传递

当一个对象被当作参数传递到一个方法后，此方法可改变这个对象的属性，并可返回变化后的结果，那么这里到底是值传递还是引用传递？
是值传递、Java语言的方法调用只支持参数的值传递

String和StringBuilder、StringBuffer的区别

Java平台提供了两种类型的字符串：String和StringBuffer/StringBuilder，它们可以储存和操作字符串

• String是只读字符串，也就意味着String引用的字符串内容是不能被改变的
• StringBuffer/StringBuilder类表示的字符串对象可以直接进行修改
• StringBuilder是Java 5中引入的，它和StringBuffer的方法完全相同，区别在于它是在单线程环境下使用的，因为它的所有方面都没有被synchronized修饰，因此它的效率也比StringBuffer要高。

JAVA中String (+),StringBuffer,SrtingBuilder三个对象连接字符串的效率：

image.png

如果你对字符串中的内容经常进行操作，特别是内容要修改时，那么使用StringBuffer，如果最后
需要String，那么使用StringBuffer的toString()方法好了。但是 StringBuilder 的实例用于多个线程是不安全的。如果需要这样的同步，则建议使用 StringBuffer，因为StringBuffer是线程安全的。在大多数非多线程的开发中，为了提高效率，可以采用StringBuilder代替StringBuffer，速度更快
eg : 请说出下面程序的输出:

class Test {
 
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "Programming";
        String s2 = new String("Programming");
        String s3 = "Program" + "ming";
        System.out.println(s1 == s2);
        System.out.println(s1 == s3);
        System.out.println(s1 == s1.intern());
    }
}

image.png

String对象的intern方法会得到字符串对象在常量池中对应的版本的引用（如果常量池中有一个字符串与String对象的equals结果是true），如果常量池中没有对应的字符串，则该字符串将被添加到常量池中，然后返回常量池中字符串的引用

重载（Overload）和重写（Override）的区别

方法的重载和重写都是实现多态的方式，区别在于前者实现的是编译时的多态性，而后者实现的是运行时的多态性

• 重载发生在一个类中，同名的方法如果有不同的参数列表（参数类型不同、参数个数不同或者二者都不同）则视为重载；
• 重写发生在子类与父类之间，重写要求子类被重写方法与父类被重写方法有相同的返回类型，比父类被重写方法更好访问，不能比父类被重写方法声明更多的异常（里氏代换原则）。
• 重载对返回类型没有特殊的要求。

JVM加载class文件的原理机制

JVM中类的装载是由类加载器（ClassLoader）和它的子类来实现的，Java中的类加载器是一个重要的Java运行时系统组件，它负责在运行时查找和装入类文件中的类。
由于Java的跨平台性，经过编译的Java源程序并不是一个可执行程序，而是一个或多个类文件。当Java程序需要使用某个类时，JVM会确保这个类已经被加载、连接（验证、准备和解析）和初始化。类的加载是指把类的.class文件中的数据读入到内存中，通常是创建一个字节数组读入.class文件，然后产生与所加载类对应的Class对象。加载完成后，Class对象还不完整，所以此时的类还不可用。当类被加载后就进入连接阶段，这一阶段包括验证、准备（为静态变量分配内存并设置默认的初始值）和解析（将符号引用替换为直接引用）三个步骤。最后JVM对类进行初始化，包括：1)如果类存在直接的父类并且这个类还没有被初始化，那么就先初始化父类；2)如果类中存在初始化语句，就依次执行这些初始化语句。
类的加载是由类加载器完成的，类加载器包括：根加载器（BootStrap）、扩展加载器（Extension）、系统加载器（System）和用户自定义类加载器（java.lang.ClassLoader的子类）。从Java 2（JDK 1.2）开始，类加载过程采取了父亲委托机制（PDM）。PDM更好的保证了Java平台的安全性，在该机制中，JVM自带的Bootstrap是根加载器，其他的加载器都有且仅有一个父类加载器。类的加载首先请求父类加载器加载，父类加载器无能为力时才由其子类加载器自行加载。JVM不会向Java程序提供对Bootstrap的引用。下面是关于几个类加载器的说明：

• Bootstrap：一般用本地代码实现，负责加载JVM基础核心类库（rt.jar）；
• Extension：从java.ext.dirs系统属性所指定的目录中加载类库，它的父加载器是Bootstrap；
• System：又叫应用类加载器，其父类是Extension。它是应用最广泛的类加载器。它从环境变量classpath或者系统属性java.class.path所指定的目录中记载类，是用户自定义加载器的默认父加载器。

类从被加载到虚拟机类存中开始，到被卸载出内存为止，它的整个生命周期包括：
加载 → 验证 → 准备 → 解析 → 初始化 → 使用 → 卸载

char 型变量中能不能存贮一个中文汉字

char类型可以存储一个中文汉字，因为Java中使用的编码是Unicode（不选择任何特定的编码，直接使用字符在字符集中的编号，这是统一的唯一方法），一个char类型占2个字节（16比特），所以放一个中文是没问题的

使用Unicode意味着字符在JVM内部和外部有不同的表现形式，在JVM内部都是Unicode，当这个字符被从JVM内部转移到外部时（例如存入文件系统中），需要进行编码转换。所以Java中有字节流和字符流，以及在字符流和字节流之间进行转换的转换流，如InputStreamReader和OutputStreamReader，这两个类是字节流和字符流之间的适配器类，承担了编码转换的任务

抽象类（abstract class）和接口（interface）有什么异同

抽象类和接口都不能够实例化，但可以定义抽象类和接口类型的引用。
一个类如果继承了某个抽象类或者实现了某个接口都需要对其中的抽象方法全部进行实现，否则该类仍然需要被声明为抽象类。
接口比抽象类更加抽象，因为抽象类中可以定义构造器，可以有抽象方法和具体方法，而接口中不能定义构造器而且其中的方法全部都是抽象方法。
抽象类中的成员可以是private、默认、protected、public的，而接口中的成员全都是public的。
抽象类中可以定义成员变量，而接口中定义的成员变量实际上都是常量。
有抽象方法的类必须被声明为抽象类，而抽象类未必要有抽象方法。

抽象的（abstract）方法是否可同时是静态的（static）,是否可同时是本地方法（native），是否可同时被synchronized修饰

都不能。抽象方法需要子类重写，而静态的方法是无法被重写的，因此二者是矛盾的。本地方法是由本地代码（如C代码）实现的方法，而抽象方法是没有实现的，也是矛盾的。synchronized和方法的实现细节有关，抽象方法不涉及实现细节，因此也是相互矛盾的

静态变量和实例变量的区别

• 静态变量是被static修饰符修饰的变量，也称为类变量，它属于类，不属于类的任何一个对象，一个类不管创建多少个对象，静态变量在内存中有且仅有一个拷贝；
• 实例变量必须依存于某一实例，需要先创建对象然后通过对象才能访问到它。静态变量可以实现让多个对象共享内存。

是否可以从一个静态（static）方法内部发出对非静态（non-static）方法的调用

不可以，静态方法只能访问静态成员，因为非静态方法的调用要先创建对象，在调用静态方法时可能对象并没有被初始化。

如何实现对象克隆

有两种方式：
1). 实现Cloneable接口并重写Object类中的clone()方法；
2). 实现Serializable接口，通过对象的序列化和反序列化实现克隆，可以实现真正的深度克隆，代码如下。

GC是什么？为什么要有GC

GC是垃圾收集的意思，内存处理是编程人员容易出现问题的地方，忘记或者错误的内存回收会导致程序或系统的不稳定甚至崩溃，Java提供的GC功能可以自动监测对象是否超过作用域从而达到自动回收内存的目的，Java语言没有提供释放已分配内存的显示操作方法。Java程序员不用担心内存管理，因为垃圾收集器会自动进行管理。要请求垃圾收集，可以调用下面的方法之一：System.gc() 或Runtime.getRuntime().gc() ，但JVM可以屏蔽掉显示的垃圾回收调用。
垃圾回收可以有效的防止内存泄露，有效的使用可以使用的内存。垃圾回收器通常是作为一个单独的低优先级的线程运行，不可预知的情况下对内存堆中已经死亡的或者长时间没有使用的对象进行清除和回收，程序员不能实时的调用垃圾回收器对某个对象或所有对象进行垃圾回收。在Java诞生初期，垃圾回收是Java最大的亮点之一，因为服务器端的编程需要有效的防止内存泄露问题，然而时过境迁，如今Java的垃圾回收机制已经成为被诟病的东西。移动智能终端用户通常觉得iOS的系统比Android系统有更好的用户体验，其中一个深层次的原因就在于Android系统中垃圾回收的不可预知性。

补充：垃圾回收机制有很多种，包括：分代复制垃圾回收、标记垃圾回收、增量垃圾回收等方式。标准的Java进程既有栈又有堆。栈保存了原始型局部变量，堆保存了要创建的对象。Java平台对堆内存回收和再利用的基本算法被称为标记和清除，但是Java对其进行了改进，采用“分代式垃圾收集”。这种方法会跟Java对象的生命周期将堆内存划分为不同的区域，在垃圾收集过程中，可能会将对象移动到不同区域：

• 伊甸园（Eden）：这是对象最初诞生的区域，并且对大多数对象来说，这里是它们唯一存在过的区域。
• 幸存者乐园（Survivor）：从伊甸园幸存下来的对象会被挪到这里。
• 终身颐养园（Tenured）：这是足够老的幸存对象的归宿。年轻代收集（Minor-GC）过程是不会触及这个地方的。当年轻代收集不能把对象放进终身颐养园时，就会触发一次完全收集（Major-GC），这里可能还会牵扯到压缩，以便为大对象腾出足够的空间。

与垃圾回收相关的JVM参数：

• -Xms / -Xmx — 堆的初始大小 / 堆的最大大小
• -Xmn — 堆中年轻代的大小
• -XX:-DisableExplicitGC — 让System.gc()不产生任何作用
• -XX:+PrintGCDetails — 打印GC的细节
• -XX:+PrintGCDateStamps — 打印GC操作的时间戳
• -XX:NewSize / XX:MaxNewSize — 设置新生代大小/新生代最大大小
• -XX:NewRatio — 可以设置老生代和新生代的比例
• -XX:PrintTenuringDistribution — 设置每次新生代GC后输出幸存者乐园中对象年龄的分布
• -XX:InitialTenuringThreshold / -XX:MaxTenuringThreshold：设置老年代阀值的初始值和最大值
• -XX:TargetSurvivorRatio：设置幸存区的目标使用率

String s = new String(“xyz”);创建了几个字符串对象

两个对象，一个是静态区的”xyz”，一个是用new创建在堆上的对象

接口是否可继承（extends）接口？抽象类是否可实现（implements）接口？抽象类是否可继承具体类（concrete class）

接口可以继承接口，而且支持多重继承。抽象类可以实现(implements)接口，抽象类可继承具体类也可以继承抽象类

一个”.java”源文件中是否可以包含多个类（不是内部类）？有什么限制 ?

可以，但一个源文件中最多只能有一个公开类（public class）而且文件名必须和公开类的类名完全保持一致

Anonymous Inner Class(匿名内部类)是否可以继承其它类？是否可以实现接口？

可以继承其他类或实现其他接口，在Swing编程和Android开发中常用此方式来实现事件监听和回调。

内部类可以引用它的包含类（外部类）的成员吗？有没有什么限制？

一个内部类对象可以访问创建它的外部类对象的成员，包括私有成员

指出下面程序的运行结果:

class A {
 
    static {
        System.out.print("1");
    }
 
    public A() {
        System.out.print("2");
    }
}
 
class B extends A{
 
    static {
        System.out.print("a");
    }
 
    public B() {
        System.out.print("b");
    }
}
 
public class Hello {
 
    public static void main(String[] args) {
        A ab = new B();
        ab = new B();
    }
 
}

执行结果：1a2b2b。创建对象时构造器的调用顺序是：先初始化静态成员，然后调用父类构造器，再初始化非静态成员，最后调用自身构造器。

数据类型之间的转换

• 如何将字符串转换为基本数据类型？
• 如何将基本数据类型转换为字符串？

调用基本数据类型对应的包装类中的方法parseXXX(String)或valueOf(String)即可返回相应基本类型
一种方法是将基本数据类型与空字符串（”"）连接（+）即可获得其所对应的字符串；另一种方法是调用String 类中的valueOf()方法返回相应字符串

如何实现字符串的反转及替换

用递归实现字符串反转，代码如下所示：

public static String reverse(String originStr) {
      if(originStr == null || originStr.length() <= 1) 
          return originStr;
      return reverse(originStr.substring(1)) + originStr.charAt(0);
}

怎样将GB2312编码的字符串转换为ISO-8859-1编码的字符串

String s1 = "你好";
String s2 = new String(s1.getBytes("GB2312"), "ISO-8859-1");