铁子，你还记得这些吗----Java基础【拓展面试常问题型】

作为一名对技术充满热情的学习者，我一直以来都深刻地体会到知识的广度和深度。在这个不断演变的数字时代，我远非专家，而是一位不断追求进步的旅行者。通过这篇博客，我想分享我在某个领域的学习经验，与大家共同探讨、共同成长。请大家以开放的心态阅读，相信你们也会在这段知识之旅中找到启示。

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前言

我们知道，学习每门语言，最重要的就是打牢基础，相信各位Java学者和大佬们也深知基础的重要性，在目前这个阶段，如果可以养成好的编程习惯，做好前期准备，了解Java最基础的知识点，对未来的学习和工作，都有很大的帮助。今天。在介绍Java编程的同时，我也会通过常见的面试题，和大家聊聊底层逻辑。

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一、Java数据类型

Java具有两种主要的数据类型：基本数据类型（Primitive Data Types）和引用数据类型（Reference Data Types）

1.基本数据类型（Primitive Data Types）

1.整型（Integral types）：
byte：8位，有符号，范围：-128 到 127。
short：16位，有符号，范围：-32,768 到 32,767。
int：32位，有符号，范围：-2^31 到 2^31-1。
long：64位，有符号，范围：-2^63 到 2^63-1。
2.浮点型（Floating-point types）：
float：32位，单精度，范围：约 1.4 x 10^-45 到 3.4 x 10^38。
double：64位，双精度，范围：约 4.9 x 10^-324 到 1.7 x 10^308。
3.字符型（Character type）：
char：16位，无符号，表示 Unicode 字符。
4.布尔型（Boolean type）：
boolean：只有两个值，true 或 false。

2.引用数据类型（Reference Data Types）：

1.类型（Class types）：对象的类型。
2.接口类型（Interface types）：接口的类型。
3.数组类型（Array types）：数组的类型。
这些数据类型允许Java程序员声明不同类型的变量，这些变量可用于存储不同种类的数据。基本数据类型存储简单值，而引用数据类型存储对象引用。

二、基本数据类型的底层原理：

• 整型（Integral types）：
  • byte：8位，使用补码表示有符号整数。
  • short：16位，使用补码表示有符号整数。
  • int：32位，使用补码表示有符号整数。
  • long：64位，使用补码表示有符号整数。
    这些整型数据类型的存储方式直接使用二进制补码表示。例如，int 类型的值 5 在二进制中表示为 00000000 00000000 00000000 00000101。
• 浮点型（Floating-point types）：
  • float：32位，单精度浮点数。
  • double：64位，双精度浮点数。
    浮点数的表示使用IEEE 754标准，将数字分成三个部分：符号位、指数和尾数。这样的表示方法允许存储很大或很小的浮点数。
• 字符型（Character type）：
  • char：16位，用于表示Unicode字符。
    字符型直接存储字符的Unicode编码。例如，char 类型的值 ‘A’ 的Unicode编码是 65。
  • 布尔型（Boolean type）：
    boolean：存储 true 或 false。
    布尔型数据只需要一个比特位，但在实际中可能会被优化为更大的单位。

这些基本数据类型的底层存储是直接的，没有引用其他对象。它们在内存中占用的空间是确定的，因此在使用时效率较高。然而，它们是值类型，不具备面向对象的特性，与引用数据类型（例如类和接口）有一些区别。在处理大量数据时，基本数据类型的使用通常更加高效。

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三.关于Java基本数据类型的常见面试题：

整型范围：

• 问题： Java中int和long的范围是什么？
• 讲解： int是32位，范围是 -2^31 到 2^31-1；long是64位，范围是 -2^63 到 2^63-1。理解整型的表示范围是基本的考察点。

溢出和包装类：

• 问题： 解释整型溢出，并说明如何处理溢出问题。还有关于Integer和Long包装类的一些考察。
• 讲解： 溢出发生在尝试存储超出数据类型范围的值时。包装类提供了常见的溢出检测和处理方法，例如Integer.MAX_VALUE和Integer.MIN_VALUE。

二进制表示和位运算：

• 问题： 解释整数在计算机中的二进制表示，以及常见的位运算操作（与、或、异或、左移、右移）。
• 讲解： 对二进制表示和位运算的理解在处理底层数据时至关重要。

整数反转：

• 问题： 编写一个函数，将32位有符号整数的数字反转。
• 讲解： 这个问题涉及到对整数的处理和溢出检测，是一道常见的算法题。

位1的个数：

• 问题： 编写一个函数，输出一个整数的二进制表示中有多少个1。
• 讲解： 这是一个位运算问题，需要对整数进行逐位检查。

判断2的幂次方：

• 问题： 编写一个函数，判断一个整数是否是2的幂次方。
• 讲解： 了解2的幂次方在二进制中的特点，可以通过位运算解决。

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在面试中，关于浮点型的问题通常涵盖了浮点数表示、舍入误差、特殊值以及浮点数比较等方面。以下是一些重要的浮点型面试题：

浮点数表示：

• 问题： Java中的float和double的存储方式是什么？解释IEEE 754标准。
• 讲解： 考察对浮点数内部表示的理解，以及IEEE 754标准的重要性。

舍入误差：

• 问题： 解释什么是舍入误差，并举例说明。
• 讲解： 浮点数表示的有限精度可能导致计算结果的舍入误差，了解这一点对于正确处理浮点数运算很重要。

浮点数比较：

• 问题： 为什么不应该直接使用等号来比较两个浮点数是否相等？
• 讲解： 由于浮点数表示的有限精度，使用等号进行比较可能导致意外的结果，应该使用某种误差范围或者使用专门的比较函数。

NaN和Infinity：

• 问题： 什么是NaN和Infinity？在计算中如何处理它们？
• 讲解： NaN（Not a Number）和Infinity（无穷大）是浮点数中的特殊值，了解如何处理它们对于编写健壮的代码很重要。

浮点数舍入模式：

• 问题： Java中的浮点数舍入模式有哪些？如何改变默认的舍入模式？
• 讲解： Java中的浮点数默认采用舍入到最近的模式，但有时可能需要使用其他舍入模式，例如Math.round()。

避免浮点数陷阱：

• 问题： 在编写代码时，如何避免由于浮点数运算导致的陷阱？
• 讲解： 涵盖了避免累积误差、使用适当的数据类型、理解数值范围等方面的最佳实践。

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下面我将介绍一个在面试中，有关浮点数的常见面试题：

在银行系统中，浮点数比较可能涉及到金额计算、利率比较等情景，因为在金融领域精度要求较高。
问题：
在银行系统中，为什么不应该使用简单的等号（==）来比较浮点数？举例说明这种比较可能导致的问题，并提供一种更好的比较方式。

讲解：
在银行系统中，使用简单的等号进行浮点数比较可能导致问题，因为浮点数在计算机中以二进制形式存储，存在精度限制。由于浮点数的有限精度，可能会导致两个看似相等的浮点数在二进制表示上存在微小的差异。

举例来说，如果两个浮点数在小数点后几位处有微小的差异，简单的等号比较可能会认为它们不相等。例如：

double amount1 = 100.1;
double amount2 = 100.1000000000001;

if (amount1 == amount2) {
    // 这里可能不会执行，尽管两个金额在人类眼中相等
    System.out.println("金额相等");
} else {
    System.out.println("金额不相等");
}

上述代码可能输出"金额不相等"，即使这两个金额在实际应用中被认为是相等的。

更好的比较方式是使用一个阈值来判断两个浮点数是否足够接近。例如，可以定义一个小的差值，如果两个浮点数之间的差异小于这个差值，就认为它们是相等的：

double epsilon = 0.000001;

if (Math.abs(amount1 - amount2) < epsilon) {
    System.out.println("金额相等");
} else {
    System.out.println("金额不相等");
}

这种方式考虑了浮点数的精度问题，使得在实际应用中更容易判断金额是否相等。

总结

在Java学习中，这些有关数据类型的知识点将会伴随我们学习生涯，希望大家可以通过网课或者博客的方式，实现面向github编程，面向csdn编程，加强对基础的巩固，在不断的积累中填补一些我们比较薄弱的知识。今天我只介绍了基本数据类型，后面的学习中，我会慢慢给大家介绍引用数据类型。后面，我会讲解更多关于基础的内容，希望刚刚入门的同学可以认真学习，面试题可以先自己解决再看讲解，对未来的面试会有很大的帮助。后面我会讲解类型转换，常量，变量，运算符，包机制JavaDoc。
感谢大家花时间阅读新人博主的文章，哪里有不对的地方，希望我们一起讨论学习，希望大家在未来的学习路上一帆风顺，**加油！！！**铁子