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前言 1. JVM vs JDK vs JRE的了解 2. 谈谈你对编程、编译、运行的理解 3. 什么是字节码?采用字节码的好处是什么? 5. java中的注解有几种#xff0c;分别是什么#xff1f; 6. 字符型常量和字符串常量 7.标识符和关键字的认识 8. 泛型#xff…java基础面试题总结
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前言 1. JVM vs JDK vs JRE的了解 2. 谈谈你对编程、编译、运行的理解 3. 什么是字节码?采用字节码的好处是什么? 5. java中的注解有几种分别是什么 6. 字符型常量和字符串常量 7.标识符和关键字的认识 8. 泛型类型擦除和泛型的原理 9. 和equals的了解和区别 10. hashcode()和equals()方法的认识 11. final关键字 12. 接口和抽象类的区别 13. List集合和Set集合的区别 14. ArrayList和LinkedList的区别 15. HashMap和HashTable有什么区别其底层实现是什么 16. Jdk1.7到Jdk1.8 HashMap 发⽣了什么变化(底层)? 17. HashMap的扩容机制原理 18. 基本数据类所占字节数 19. 自动装箱和拆箱以及原理 20. 数据类型的封装类以及中间的区别 21. 包装类型的缓存机制你了解吗 22. String, StringBuffer 以及StringBuilder三者的区别 23. 谈谈你对String的了解 24. 方法有几种什么是方法的返回值? 25. 静态方法的特殊性 前言Java八股文作为面试中的常见题型首要作用是帮助面试官快速评估求职者的Java基础能力是否扎实。通过这些问题面试官可以判断求职者是否具备Java开发所需的基本素养和技能。虽然现在的场景题也很重要但是… … 1. JVM vs JDK vs JRE的了解 参考答案 JVM java Virtual Machine java 虚拟机是运行java字节码的虚拟机它针对不同的系统有着不同的实现目的就是在不同的系统上运行相同的字节码文件时有相同的结果。同时字节码和不同系统的jvm也是java“一次编译随处运行”的关键所在。 JDK: Java Develpment Kit java 开发⼯具 是java的开发工具也就是java sdk java软件开发工具包它包含jvm和jre其中含有类似于javac编译器等的开发工具 JRE Java Runtime Environment java运⾏时环境 是java的运行时环境它包含jvm就是运行一些已经编译好的java程序 简单说就是 JDK是java的开发工具包 JDK JVM核心类库开发工具如javac编译器、java运行时、调试器等JRE 而JREJava Runtime Environment提供了Java程序运行的环境包括JVMJava虚拟机和核心类库 2. 谈谈你对编程、编译、运行的理解 编程 程序员编写的源代码就是.Java文件.py文件 编译 机器只认识0011的机器语言把.java,.c,.py的代码做转化让机器认识的过程 运行让机器执行编译后的指令 3. 什么是字节码?采用字节码的好处是什么? 字节码 是介于java源代码和机器码之间的代码形式也就是jvm可以理解的代码是一种二进制代码它只面向jvm虚拟机比如说java的.class文件就是字节码文件 好处 在一定程度上解决了传统解释型语言执行效率低的问题有jit编译器减少解释器对源代码的直接解析工作同时又保留了解释型语言可移植的特点只面向jvm。采用字节码最大的优点就是它不是只针对一种特定的机器而是面向JVM虚拟机比如Java 程序无须重新编译便可在多种不同操作系统的计算机上运行。同时它的效率也比较高即时编译器JIT可以将字节码编译成高效的本地机器码。 4. 为什么说java编译和解释并存 java从源代码到运行的过程源代码-.java文件-javac编译-.class字节码文件-解释器JITjust-in-time compilation 编译器而 JIT 属于运行时编译当一次编译过后字节码对应的机器码就会被保留下来下次可以直接使用-解释成机器可以理解的代码-运行所以java既有编译型语言的特点又有解释型语言的特征 补充 编译型 编译型语言 会通过编译器将源代码一次性翻译成可被该平台执行的机器码。一般情况下编译语言的执行速度比较快开发效率比较低。常见的编译性语言有 C、C、Go、Rust 等等。 解释型 解释型语言会通过解释器一句一句的将代码解释interpret为机器代码后再执行。解释型语言开发效率比较快执行速度比较慢。常见的解释性语言有 Python、JavaScript、PHP 等等。 5. java中的注解有几种分别是什么 注释分为单行注释、多行注释和文档注释主要是使我们可以看懂以前写过相对复杂的代码或者就是进行团队开发时便于他人理解你写的代码。 // /* */ /** */ 6. 字符型常量和字符串常量 1. 字符型常量 字符型常量是由单个字符组成的用单引号括起来。例如‘A’, ‘b’, 1’等。在内存中字符型常量被表示为对应的 Unicode 编码值 2. 字符串常量 字符串常量是由多个字符组成的用双引号括起来。例如“Hello”, World等。在内存中字符串常量以字符数组的形式存在并且每个字符都有一个对应的 Unicode 编码值 区别如下 1. 定义方式不同 字符型常量使用单引号括起来字符串常量使用双引号括起来。 2. 数据类型不同 字符型常量属于 char 类型字符串常量属于 String 类型。 3. 长度不同 字符型常量只能包含一个字符而字符串常量可以包含任意数量的字符。 4. 内存表示不同 字符型常量在内存中占用 2 个字节字符串常量在内存中以字符数组的形式存在。 5. 操作方法不同 字符型常量可以进行一些基本的字符操作如比较、转换大小写等字符串常量则可以进行更复杂的字符串操作如连接、截取、替换等。 7. 标识符和关键字的认识 标识符 就是我们在编写程序时要给大量的类、方法、变量取一个名字简单说标识符就是名字 命名规则 1、不能是关键字2、不能以数字开头3、只能由数字、字母、下划线和美元符号($)或中元符号()组成4、区分大小写 关键字 就是java本身已经赋予了它特定的含义只能用在指定的地方关键字就是赋予特殊含义标识符 8. 泛型类型擦除和泛型的原理 泛型定义 泛型即“参数化类型”。就是将类型由原来的具体的类型参数化类似于方法中的变量参数此时类型也定义成参数形式类型形参然后在使用/调用时传入具体的类型类型实参。 注意 不能在静态方法、静态代码块等静态内容中使用泛型的类型参数。 通配符 问号通配符 ? 表示未知类型。通配符可用于参数、字段、局部变量和返回类型。可以近似的理解为泛型的泛型。 上界限定通配符 ? extends E表示只接受E类型及其子类型。 下界限定通配符 ? super E 表示只接受E类型及其父类型。 泛型的原理 Java 语言的泛型采用的是擦除法实现的伪泛型泛型信息类型变量、参数化类型编译之后通通被除掉了。 类型擦除 泛型信息只存在于编译前编译后的字节码中是不包含泛型中的类型信息的。因此编译器在编译时去掉类型参数叫做类型擦除。 未指定上界的泛型类型会以Object类型替换 已指定上界的泛型类型会以上界类型替换 泛型中extends和super的区别 ? extends T表示包括T在内的任何T的⼦类 ? super T表示包括T在内的任何T的⽗类 9. 和equals的了解和区别 1.类型 是一个运算符而 equals() 是一个方法。 2.比较对象 比较的对象可以是基本类型也可以是引用类型而equals()比较的是引用数据类型不能比较基本数据类型会报错 3.比较内容 针对基本类型时比较的是对象的值针对引用类型比较的是对象的指向的内存地址是否相等。equals针对的比较对象是引用类型重写后可以按照自己的方式进行比较。 在Java中Object对象是所有对象的父类所以每个类都会有个equals的方法如果你没有重写它那些它与的效果是一样的可以通过源代码查看。 总结 是一个运算符用于比较两个对象的引用是否相同即它们是否指向内存中的相同位置。 equals 是一个方法通常在Object类中定义它用于比较两个对象的内容是否相等。默认情况下equals方法执行与 相同的引用比较但它可以被子类重写以提供自定义的相等性逻辑。 10. hashcode()和equals()方法的认识 equals()保证可靠性而hashcode保证性能 equals 和 hashCode 都可用来判断两个对象是否相等但是二者有区别 equals 可以保证比较对象是否是绝对相等即「equals 保证可靠性」 hashCode 用来在最快的时间内判断两个对象是否相等可能有「误判」即「hashCode 保证性能」 两个对象 equals 为 true 时要求 hashCode 也必须相等 两个对象 hashCode 为 true 时equals 可以不等如发生哈希碰撞时 Hashcode hashCode()的作用是获取哈希码也称为散列码它实际上是返回一个int整数。这个哈希码的作用是确定该对象在哈希表中的索引位置 为什么要有hashcode()? 对象加入HashSet时HashSet会先计算对象的hashcode值来判断对象加入的位置看该位置是否有值如果没有、HashSet会假设对象没有重复出现。但是如果发现有值这时会调用equals()方法来检查两个对象是否真的相同。如果两者相同HashSet就不会让其假如操作成功。这样就大大减少了equals的次数相应就大大提高了执行速度。 为什么需要同时重写 hashCode() 和 equals()? 当你尝试将对象添加到 HashSet、HashMap 等哈希的集合时会首先调用对象的 hashCode() 方法来确定对象应该存储在哈希表中的哪个位置桶位。如果两个对象通过 equals() 方法比较相等但它们的 hashCode() 方法返回不同的值那么这些对象可能会被存储在不同的桶位中这会导致集合中的行为不一致比如无法正确地移除或查找元素。 因此当你重写 equals() 方法时也应该重写 hashCode() 方法以确保 equals() 方法认为相等的对象具有相同的哈希码。 hashCode 的「误判」指的是什么 同一个对象的 hashCode 一定相等。 不同对象的 hashCode 也可能相等这是因为 hashCode 是根据地址 hash 出来的一个 int 32 位的整型数字相等是在所难免。 11. final关键字 final修饰类不能被继承修饰方法不能被重写修饰成员变量 a. 如果final修饰的是类变量只能在静态初始化块中指定初始值或者声明该类变量时指定初始值。 b. 如果final修饰的是成员变量可以在⾮静态初始化块、声明该变量时或者构造器中执⾏初始值。 c. 修饰局部变量 系统不会为局部变量进⾏初始化局部变量必须由程序员显示初始化。因此使⽤final修饰局部变量时即可以在定义时指定默认值后⾯的代码不能对变量再赋值也可以不指定默认值⽽在后⾯的代码 中对final变量赋初值仅⼀次修饰基本类型数据和引⽤类型数据 如果是基本数据类型的变量则其数值⼀旦在初始化之后便不能更改 如果是引⽤类型的变量则在对其初始化之后便不能再让其指向另⼀个对象即地址值不能改变了但是引⽤的值是可变对象的值可以改变比如说数组不能将数组等于null但是可以改变数组的值 为什么局部内部类和匿名内部类只能访问局部final变量 ⾸先需要知道的⼀点是: 内部类和外部类是处于同⼀个级别的内部类不会因为定义在⽅法中就会随着 ⽅法的执⾏完毕就被销毁。 这⾥就会产⽣问题当外部类的⽅法结束时局部变量就会被销毁了但是内部类对象可能还存在(只有 没有⼈再引⽤它时才会死亡)。这⾥就出现了⼀个⽭盾内部类对象访问了⼀个不存在的变量。为了解决这个问题就将局部变量复制了⼀份作为内部类的成员变量这样当局部变量死亡后内部类仍可以 访问它实际访问的是局部变量的copy。这样就好像延⻓了局部变量的⽣命周期将局部变量复制为内部类的成员变量时必须保证这两个变量是⼀样的也就是如果我们在内部类中修改了成员变量⽅法中的局部变量也得跟着改变怎么解决问题呢 就将局部变量设置为final对它初始化后我就不让你再去修改这个变量就保证了内部类的成员变量和⽅法的局部变量的⼀致性。这实际上也是⼀种妥协。使得局部变量与内部类内建⽴的拷⻉保持⼀致。 对于类、方法来说为什么abstract关键字和final关键字不能同时使用 有抽象方法的abstract类被继承时其中的方法必须被子类Override而final不能被Override互相矛盾。 12. 接口和抽象类的区别 抽象类可以存在普通成员函数而接口中只能存在public abstract方法。抽象类中的成员变量可以是各种类型的而接口中的成员变量只能是public static final类型的。抽象类只能继承一个接口可以实现多个。 接口设计的目的是对类的行为进行约束可以规定类必须有哪些行为对其内部的具体实现不做要求抽象类不一定具有抽象方法有抽象方法的类一定是抽象类。 抽象类则是代码的复用当不同的类具有某些相同的⾏为(记为⾏为集合A)且其中⼀部分⾏为的实现⽅式⼀致时(B)可以让这些类都派⽣于⼀个抽象类。这个类中实现了B,避免让所有的⼦类来实现B这就达到了代码复⽤的⽬的。对于A减B的这一部分让子类去自己实现正是因为A-B在这⾥没有实现所以抽象类不允许实例化出来否则当调⽤到A减B时⽆法执⾏。 举例抽象类是对类本质的抽象表达的是 is a 的关系⽐如 BMW is a Car 。抽象类包含并实现⼦类的通⽤特性将⼦类存在差异化的特性进⾏抽象交由⼦类去实现。 ⽽接⼝是对⾏为的抽象表达的是 like a 的关系。⽐如 Bird like a Aircraft 像⻜⾏器⼀样可以⻜但其本质上 is a Bird 。接⼝的核⼼是定义⾏为即实现类可以做什么⾄于实现类主体是谁、是如何实现的接⼝并不关⼼。 13. List集合和Set集合的区别 ● List有序按对象进⼊的顺序保存对象可重复允许多个Null元素对象可以使⽤Iterator取出 所有元素在逐⼀遍历还可以使⽤get(int index)获取指定下标的元素 ● Set⽆序不可重复最多允许有⼀个Null元素对象取元素时只能⽤Iterator接⼝取得所有元素在逐⼀遍历各个元素 14. ArrayList和LinkedList的区别 底层实现 ArrayList 是动态数组的数据结构实现 LinkedList 是双向链表的数据结构实现操作效率 查找 a. ArrayList按照下标查询的时间复杂度O(1)【内存是连续的根据寻址公式】LinkedList不支持下标查询 b. 查找未知索引知道值ArrayList需要遍历链表也需要遍历时间复杂度都是O(n) 新增和删除 a. ArrayList尾部插入和删除时间复杂度是O(1)其他部分增删需要挪动数组时间复杂度是O(n) b. LinkedList头尾节点增删时间复杂度是O(1)其他都需要遍历链表时间复杂度是O(n)内存空间 1.ArrayList底层是数组内存连续节省内存 2.LinkedList 是双向链表需要存储数据和两个指针更占用内存是否是线程安全 ArrayList和LinkedList都不是线程安全的 如果需要保证线程安全有两种方案 1.在方法内使用局部变量则是线程安全的 2.使用线程安全的ArrayList和LinkedList 另外ArrayList和LinkedList都实现了List接⼝但是LinkedList还额外实现了Deque接⼝所以LinkedList还可以当做队列来使⽤; 15. HashMap和HashTable有什么区别其底层实现是什么 区别 HashMap⽅法没有synchronized修饰线程⾮安全HashTable线程安全HashMap允许key和value为null⽽HashTable不允许 底层实现 数组链表实现jdk8开始链表⾼度到8、数组⻓度超过64链表转变为红⿊树元素以内部 类Node节点存在 原理 ●计算key的hash值⼆次hash然后对数组⻓度取模对应到数组下标; ● 如果没有产⽣hash冲突(下标位置没有元素)则直接创建Node存⼊数组; ●如果产⽣hash冲突先进⾏equal⽐较相同则取代该元素不同则判断链表⾼度插⼊链表链表⾼度达到8并且数组⻓度到64则转变为红⿊树⻓度低于6则将红⿊树转回链表; ●key为null存在于下标0的位置; 16. Jdk1.7到Jdk1.8 HashMap 发⽣了什么变化(底层)? 1.7中底层是数组链表1.8中底层是数组链表红⿊树加红⿊树的⽬的是提⾼HashMap插⼊和查询整体效率;1.7中链表插⼊使⽤的是头插法1.8中链表插⼊使⽤的是尾插法因为1.8中插⼊key和value时需要判断链表元素个数所以需要遍历链表统计链表元素个数所以正好就直接使⽤尾插法;1.7中哈希算法⽐较复杂存在各种右移与异或运算1.8中进⾏了简化因为复杂的哈希算法的⽬的就是提⾼散列性来提供HashMap的整体效率⽽1.8中新增了红⿊树所以可以适当的简化哈希算法节省CPU资源; 17. HashMap的扩容机制原理 1.7版本 先⽣成新数组遍历⽼数组中的每个位置上的链表上的每个元素取每个元素的key并基于新数组⻓度计算出每个元素在新数组中的下标将元素添加到新数组中去所有元素转移完了之后将新数组赋值给HashMap对象的table属性 1.8版本 先⽣成新数组遍历⽼数组中的每个位置上的链表或红⿊树如果是链表则直接将链表中的每个元素重新计算下标并添加到新数组中去如果是红⿊树则先遍历红⿊树先计算出红⿊树中每个元素对应在新数组中的下标位置 a. 统计每个下标位置的元素个数 b. 如果该位置下的元素个数超过了8则⽣成⼀个新的红⿊树并将根节点的添加到新数组的对应 位置 c. 如果该位置下的元素个数没有超过8那么则⽣成⼀个链表并将链表的头节点添加到新数组的 对应位置所有元素转移完了之后将新数组赋值给HashMap对象的table属性 18. 基本数据类所占字节数 基本数据类型一共有4类8种 整型字节byte1、short2、 int4、long8 浮点型float4、double8 字符型字符char2 布尔型boolean并不是占用一个字节具体要看虚拟机实现是否按照规范来1个字节、4个字节都是有可能的可能被编译成int类型。 19. 自动装箱和拆箱以及原理 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 从字节码中我们发现装箱其实就是调用了 包装类的valueOf()方法拆箱其实就是调用了 xxxValue()方法。 Integer i 10 等价于 Integer i Integer.valueOf(10) int n i 等价于 int n i.intValue(); 如果频繁拆装箱的话也会严重影响系统的性能。我们应该尽量避免不必要的拆装箱操作 20. 数据类型的封装类以及中间的区别 为了对基本数据类型进行更多方便的操作java就针对每一种基本数据类型提供了对应的类类型也就是基本数据类型相对应的封装类 区别 默认值包装类不赋值的话默认为null但是基本数据类型有默认值应用包装类可以用于泛型但是基本数据类型不可以包装类还提供了一些列的方法可以使用性能一般来说基本数据类型占用的内存小于包装类型存储方式基本数据类型如果未被static修饰存在堆中要是被statis修饰存放在栈中但是引用数据类型存储在堆内存中 局部变量方法内部声明的变量通常存储在Java虚拟机的栈中而成员变量类内部声明的变量如果没有被static修饰则存储在堆中。 21. 包装类型的缓存机制你了解吗 Java 基本数据类型的包装类型的大部分都用到了缓存机制来提升性能。 Byte,Short,Integer,Long 这 4 种包装类默认创建了数值 [-128127] 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 or False。 对于整型包装类之间的比较用equals()方法 22. String, StringBuffer 以及StringBuilder三者的区别 可变性首先他们都是被final修饰的类都是不可被继承不过从可变性上来说String 我们刚刚说到了是不可变的而StringBuffer 和 StringBuilder 可变的这是内部结构导致的StringBuffer 和StringBuilder 内部放数据的数组没有被final修饰。安全性 String 不可变是线程安全的 StringBuilder 不是线程安全的因为内部并没有使用任何的安全处理 StringBuffer 是线程安全的内部使用 synchronized 进行同步性能StringBuilder和StringBuffer在内部维护了字符数组可以直接在数组上进行修改而String每次修改都会生成新的对象。StringBuilder和StringBuffer性能更好但是StringBuilder它内部没有同步的机制在单线程中的性能更好。 23. 谈谈你对String的了解 String 被声明为 final因此它不可被继承。在 Java 8 中String 内部使用 char 数组存储数据并且声明为 final这意味着 value数组名为value 数组初始化之后就不能再引用其它数组String 内部也没有改变 value 数组的方法因此可以保证 String 不可变。 继续深挖 说说看不可变的好处 可以从多方面回答这里列举了几个 首先是不可变自然意味着安全当String 作为参数引用的时候不可变性可以保证参数不可变。其次是可以缓存 hash 值实际上我们开发的时候经常会用来当做map的key不可变的特性可以使得 hash 值也不可变因此只需要进行一次计算。最后自然是String Pool 的需要如果一个 String 对象已经被创建过了那么就会从 String Pool 中取得引用而自然只有 String 是不可变的才可能使用 String Pool。如果是可变的那么 String Pool也就无法被设计出来了。 24. 方法有几种什么是方法的返回值? 种类 1.无参数无返回值2.无参数有返回值3.有参数无返回值4.有参数有返回值 方法的返回值 当我们执行完一个方法后返回的结果前提是这个方法有返回值我们可以拿这个方法的返回值去做其他的操作 25. 静态方法的特殊性 1. 静态方法不能调用非静态成员 原因1 静态方法属于类在类加载的时候就已经为其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之后才存在要通过类的实例化对象访问 原因2 因此在类的非静态成员不存在的时候类的静态成员就已经存在因此调用在内存中还不存在的非静态成员是不合法的 2. 属于类而不是对象 3. 静态方法可以直接使用类名静态方法名调用不会产生该类的对象 4. 当一个对象为null时可以调用静态方法但是调用实例方法时会出现空指针异常。 冲了兄弟们 未完… …
