Java面試黃金寶典1

1. 8 種基本數據類型

整數類型
1. byte：
  它是最小的整數類型，占用 1 個字節（8 位）。在一些對內存使用要求極高的場景，比如嵌入式系統開發、數據傳輸時對數據量有嚴格限制的情況，會使用 byte 類型。例如，在處理圖像數據中的像素值時，如果每個像素值范圍在 -128 到 127 之間，就可以用 byte 存儲。
2. short：
  占用 2 個字節（16 位）。在一些特定的圖形處理庫中，可能會使用 short 來表示一些相對較小的坐標值或顏色分量值，因為它比 int 更節省內存。
3. int：
  這是 Java 中最常用的整數類型，占用 4 個字節（32 位）。在日常的編程中，如計數、索引、循環控制等場景，通常都會使用 int 類型。例如，遍歷數組、計算循環次數等。
4. long：
  占用 8 個字節（64 位）。當需要處理非常大的整數時，如計算時間戳（以毫秒為單位）、處理大數據量的統計結果等，就需要使用 long 類型。定義時，需要在數字后面加上 L 或 l，建議使用大寫的 L，因為小寫的 l 容易與數字 1 混淆。
浮點類型
1. float：
  單精度浮點數，占用 4 個字節（32 位）。在一些對精度要求不高的科學計算、圖形處理中的一些近似計算等場景中使用。例如，在游戲開發中，計算物體的位置、速度等，可能只需要一定的精度，此時可以使用 float 類型。定義時需要在數字后面加上 F 或 f。
2. double：
  雙精度浮點數，占用 8 個字節（64 位）。是 Java 中默認的浮點類型，精度比 float 高。在大多數需要處理小數的場景中，如金融計算、科學研究等，都會使用 double 類型。
字符類型
1. char：
  占用 2 個字節（16 位），基于 Unicode 字符集，可以表示世界上大多數語言的字符。在處理文本、字符串操作時，char 類型非常有用。例如，遍歷字符串中的每個字符時，就會用到 char 類型。
布爾類型
1. boolean：
  只有兩個值，true 和 false，用于邏輯判斷。在條件語句（如 if、while 等）、邏輯運算中廣泛使用。

2. 什么是裝箱和拆箱

裝箱
1. 自動裝箱：Java 編譯器會自動將基本數據類型轉換為對應的包裝類對象。例如：

java

int num = 10;
Integer integerObj = num; // 自動裝箱

????????????????? 2. 手動裝箱：在 Java 9 及以前，可以使用包裝類的構造方法進行裝箱；Java 9 及以后，部分構造方法已被棄用，建議使用 valueOf 方法。例如：

java

int num = 10;
// Java 9 以前
// Integer integerObj2 = new Integer(num); 
// Java 9 及以后
Integer integerObj2 = Integer.valueOf(num);

使用 valueOf 方法的好處是，它會緩存一些常用的值，提高性能。例如，Integer 類會緩存 -128 到 127 之間的整數對象，當使用 valueOf 方法創建這個范圍內的對象時，會直接返回緩存的對象，而不是創建新的對象。

拆箱
1. 自動拆箱：Java 編譯器會自動將包裝類對象轉換為對應的基本數據類型。例如：

java

Integer integer = 20;
int num2 = integer; // 自動拆箱

??????????????????? 2. 手動拆箱：調用包裝類的 xxxValue() 方法進行拆箱。例如：

java

Integer integer = 20;
int num3 = integer.intValue(); // 手動拆箱

3. String 轉出 int 型，判斷能不能轉？如何轉？

判斷能否轉換的更多方法

正則表達式：可以使用正則表達式判斷字符串是否只包含數字字符。例如：

java

import java.util.regex.Pattern;public class StringToInt {public static boolean isNumeric(String str) {Pattern pattern = Pattern.compile("^-?\\d+$");return pattern.matcher(str).matches();}public static void main(String[] args) {String str = "123";if (isNumeric(str)) {try {int num = Integer.parseInt(str);System.out.println(num);} catch (NumberFormatException e) {System.out.println("字符串不能轉換為整數");}} else {System.out.println("字符串不是有效的數字");}}
}

?????? 2. 嘗試轉換并捕獲異常：直接嘗試使用 Integer.parseInt() 或 Integer.valueOf() 方法進行轉換，并捕獲 NumberFormatException 異常。例如：

java

public class StringToInt2 {public static void main(String[] args) {String str = "abc";try {int num = Integer.parseInt(str);System.out.println(num);} catch (NumberFormatException e) {System.out.println("字符串不能轉換為整數");}}
}

轉換方法的性能分析

Integer.parseInt() 方法直接返回基本數據類型 int，效率相對較高，適用于需要直接使用 int 類型的場景。
Integer.valueOf() 方法返回的是 Integer 對象，在需要基本數據類型時會自動拆箱。如果需要使用 Integer 對象，或者在泛型、集合等場景中使用，建議使用 Integer.valueOf() 方法。

4. short s1 = 1; s1 = s1 + 1; 有什么錯？short s1 = 1; s1 +=1; 有什么錯？

short s1 = 1; s1 = s1 + 1;
在 Java 中，當進行算術運算時，short、byte 和 char 類型會自動提升為 int 類型。所以 s1 + 1 的結果是 int 類型。而 s1 是 short 類型，將 int 類型的值賦給 short 類型的變量需要進行強制類型轉換，否則會導致編譯錯誤。正確的寫法是：

java

short s1 = 1;
s1 = (short) (s1 + 1);

short s1 = 1; s1 +=1;
+= 是復合賦值運算符，它會自動進行類型轉換。s1 += 1 實際上等價于 s1 = (short)(s1 + 1)，所以不會有編譯錯誤。

5. Int 與 Integer 區別

內存使用差異

int 類型變量直接存儲值，存儲在棧內存中，占用的內存空間是固定的，根據類型不同而不同（如 int 占用 4 個字節）。
Integer 是引用類型，變量存儲的是對象的引用，對象本身存儲在堆內存中，引用存儲在棧內存中。除了對象本身占用的內存外，還需要額外的內存來存儲引用。

性能差異

在進行大量的數值計算時，int 類型的性能要高于 Integer 類型。因為 int 類型不需要進行裝箱和拆箱操作，而 Integer 類型在進行計算時需要進行裝箱和拆箱，會帶來一定的性能開銷。

6. 字節字符區別

編碼與解碼

字節：字節是計算機存儲和傳輸數據的基本單位，在不同的編碼格式下，字節與字符的對應關系不同。例如，在 ASCII 編碼中，一個字節對應一個字符；在 UTF - 8 編碼中，一個字符可能由 1 到 4 個字節表示。
字符：字符是人類能夠識別的符號，在 Java 中，char 類型基于 Unicode 字符集。在進行文件讀寫、網絡傳輸等操作時，需要進行字符編碼和解碼。例如，將字符串轉換為字節數組時，需要指定編碼格式：

java

String str = "你好";
try {byte[] bytes = str.getBytes("UTF-8");
} catch (Exception e) {e.printStackTrace();
}

處理場景

字節處理：在處理二進制文件（如圖片、視頻、音頻等）時，主要使用字節進行操作。例如，使用 FileInputStream 和 FileOutputStream 進行文件讀寫時，讀取和寫入的都是字節數據。
字符處理：在處理文本文件（如 .txt 文件）、進行字符串操作時，主要使用字符進行操作。例如，使用 FileReader 和 FileWriter 進行文件讀寫時，讀取和寫入的都是字符數據。

7. 基本類型與引用類型的區別

垃圾回收

基本類型：基本類型變量存儲在棧內存中，當變量的作用域結束時，棧內存中的空間會自動釋放，不需要垃圾回收機制進行處理。
引用類型：引用類型對象存儲在堆內存中，當對象不再被引用時，會被垃圾回收機制標記為可回收對象，在合適的時機進行回收。

數組與基本類型、引用類型的關系

基本類型數組：數組中的每個元素都是基本類型，數組本身是引用類型，存儲在堆內存中，而數組元素存儲在數組所占用的內存空間中。例如：

java

int[] arr = new int[10];

???? 2. 引用類型數組：數組中的每個元素都是引用類型，數組本身和數組元素都存儲在堆內存中。例如：

java

String[] strArr = new String[10];

8. 重寫重載封裝繼承多態

重寫的注意事項

異常處理：子類重寫的方法不能拋出比父類被重寫方法更多、更寬泛的異常。例如，如果父類方法拋出 IOException，子類重寫的方法可以拋出 IOException 或其子類異常，或者不拋出異常。
方法簽名嚴格匹配：方法名、參數列表和返回值類型必須與父類被重寫的方法相同（子類返回值類型可以是父類返回值類型的子類，這稱為協變返回類型）。

重載的實現原理

重載方法是根據方法的參數列表（參數個數、類型或順序）來區分的。在編譯時，編譯器會根據調用方法時傳遞的參數類型和數量，選擇合適的重載方法進行調用。

封裝的優勢

提高安全性：通過將數據和操作數據的方法封裝在一起，使用 private 訪問修飾符隱藏對象的內部實現細節，只對外提供必要的接口，可以防止外部代碼直接訪問和修改對象的內部數據，從而提高代碼的安全性。
提高可維護性：當需要修改對象的內部實現時，只需要修改封裝類的內部代碼，而不會影響到外部調用代碼，降低了代碼的耦合度，提高了代碼的可維護性。

繼承的限制和拓展

單繼承限制：Java 只支持單繼承，即一個子類只能有一個直接父類。但可以通過實現多個接口來實現類似多繼承的功能。
方法重寫和調用父類方法：子類可以重寫父類的方法來實現自己的功能，同時可以使用 super 關鍵字調用父類的方法。例如：

java

class Parent {public void print() {System.out.println("Parent");}
}class Child extends Parent {@Overridepublic void print() {super.print();System.out.println("Child");}
}

多態的實現方式和應用場景

實現方式：多態的實現方式有繼承和接口。通過父類引用指向子類對象，在運行時根據實際對象類型調用相應的方法。例如：

java

class Animal {public void sound() {System.out.println("Animal makes a sound");}
}class Dog extends Animal {@Overridepublic void sound() {System.out.println("Dog barks");}
}public class Main {public static void main(String[] args) {Animal animal = new Dog();animal.sound();}
}

?????? 2.應用場景：多態在代碼的可擴展性和可維護性方面有很大的優勢。例如，在游戲開發中，不同的角色可能有不同的攻擊方式，可以通過多態來實現統一的攻擊接口，根據實際角色類型調用相應的攻擊方法。

9.是否可以覆蓋 (override) 一個 private 或者是 static 的方法？

private 方法
private 方法的作用域僅限于當前類，子類無法訪問父類的 private 方法。所以子類中定義的與父類 private 方法同名的方法，只是一個新的方法，與父類的方法沒有關系。例如：

java

class Parent {private void privateMethod() {System.out.println("Parent private method");}
}class Child extends Parent {public void privateMethod() {System.out.println("Child private method");}
}

在這個例子中，Child 類中的 privateMethod 方法與 Parent 類中的 privateMethod 方法沒有重寫關系。

static 方法
靜態方法屬于類，而不是對象。子類可以定義與父類靜態方法同名的靜態方法，這稱為方法隱藏。調用時，根據引用類型決定調用哪個方法，而不是根據實際對象類型。例如：

java

class Parent {public static void staticMethod() {System.out.println("Parent static method");}
}class Child extends Parent {public static void staticMethod() {System.out.println("Child static method");}
}public class Main {public static void main(String[] args) {Parent parent = new Child();parent.staticMethod(); // 調用 Parent 類的 staticMethod 方法}
}

10. 什么是 PriorityQueue

實現原理

PriorityQueue 基于優先級堆實現，優先級堆是一種完全二叉樹，它的每個節點的值都大于或等于其子節點的值（最大堆），或者小于或等于其子節點的值（最小堆）。在 PriorityQueue 中，默認是最小堆。插入和刪除元素的時間復雜度為 O (log n)，獲取隊首元素的時間復雜度為 O (1)。

自定義比較器

可以通過提供自定義的 Comparator 來指定元素的排序規則。例如，要創建一個最大堆的 PriorityQueue：

java

import java.util.PriorityQueue;
import java.util.Comparator;public class PriorityQueueExample {public static void main(String[] args) {PriorityQueue<Integer> pq = new PriorityQueue<>(Comparator.reverseOrder());pq.add(3);pq.add(1);pq.add(2);while (!pq.isEmpty()) {System.out.println(pq.poll());}}
}