03-Java基础

Java基础

面向对象和面向过程的区别

面向过程是分析和解决问题的步骤，然后用函数把这些步骤实现，使用时进行调用

面向对象是一种思想，万物皆对象，Java是一个支持并发、基于类、[纯面向对象](# 接口、抽象类、普通类的区别)编程语言，面向对象的优点是代码模块化、复用性强、可读性高，更易维护

抽象：提取现实世界中事物的关键特征，进行建模的过程，这个抽象模型就是类，对类进行实例化得到对象，对同一事物在不同需求的情况下，需要提取的特征可能不一样
封装：隐藏对象的属性和实现细节，只暴露给外面必须的属性和操作；从而提高安全性、复用性，同时也将变化隔离，方便维护，保证了类的高内聚
继承：对现有类的一种复用机制，一个类继承现有的类，这个类将拥有被继承类的所有，非私有属性和方法
多态：多态是在继承的基础上实现的，[主要体现](# 重载和重写的区别)在父类引用指向子类对象，指向不同的子类对象时，调用相同的方法，呈现出不同的行为

重载和重写的区别

重载和重写都是多态的一种表现

重载

方法名相同，参数列表不同(类型、个数、顺序)
与访问修饰符无关
与抛出异常无关
与返回值类型无关，因为不能通过这些来判断重载

重写

方法名、参数列表、返回类型都相同
访问修饰符大于等于被重写方法
抛出异常的范围小于等于被重新方法
参数和返回类型小于等于被重写方法

super、this的区别

this和super本质都是类中，所有方法的隐式参数，但在static方法中无法使用
this和super都是指向当前对象
- 只不过super是指向的是父类成员的引用
- 而this是指向的是子类成员的引用

泛型的工作原理

泛型是JDK1.5引入，为了解决，不同数据类型执行相同的代码，达到代码复用的目的

类型在使用时指定，如果没指定类型，就会被替换为Object

泛型信息只存在于代码编译阶段，生成的字节码后，泛型信息会被类型擦除，所以只是伪泛型，这是为了与之前java版本的代码兼容，从而也导致了一些局限性

基本类型不能作为泛型
不能实例化泛型类
不能用instanceof判断泛型类型
不能实例化具体类型的泛型数组，但可实例化非具体类型的泛型数组，就是使用?无限定通配符

Java中基本数据类型

基本数据类型在声明时就会被分配空间，而引用类型声明时只是分配了引用空间，必须通过实例化开辟空间之后才能赋值

整数型有：比特类、短整型、长整型、整形，大小分别是1、2、4、8字节
浮点型有：单精度浮点型、双精度浮点型，大小分别是4、8字节
还有布尔形和字符型，C语言字符类型占一个字节、Java字符类型占两个字节，因为Java使用的是Unicode编码

布尔类型比较特殊，在Java中整型和布尔类型不能相互转化，因为在JVM中没有供布尔值专用的字节码指令，所以

单个布尔类型在编译之后，使用int代替

而布尔数组在编译之后，使用byte数组代替

也就是说布尔类型单独使用是4个字节，在数组中是1个字节

之所以使用int，是因为32位的CPU，一次处理数据是32位，比较高效

Java自动装箱与拆箱

自动装箱就是，自动将基本数据类型转换为包装类型，隐式调用valueOf 方法，自动拆箱就是将这个操作反过来，隐式调用intValue方法；在Java1.5后使用，直接将原始类型赋值给包装类，代替了new包装类的操作

使用Integer的valueOf方法创建Integer对象，如果是在-128到127闭区间内，会返回已缓存Integer对象
Character类型中只缓存了0到127闭区间的Character对象
而在浮点类型的包装类中就没有实现缓存，因为在某个区间内的整型的个数是有限的，而浮点数却不是有限的

Object常用方法

toString()：返回对象的字符串形式
[getClass()：返回该对象的Class对象](# Java创建对象的几种方式)
[clone()：受保护方法，用来实现对象的浅复制，只有实现了Cloneable接口才可以调用](# Java创建对象的几种方式)
[finalize()：对象被回收之前调用](# 垃圾回收算法)
[equals()：比较的是两个对象的内容是否相等](# ==、equals、hashCode的区别)
[hashCode()：返回根据对象的内存地址换算出的一个hash值](# ==、equals、hashCode的区别)
[wait()/notify()/notifyALl()：配合synchronized使用，当前线程等待唤醒方法](# wait/notify、sleep的区别)

==、equals、hashCode的区别

如果是对象的比较，比较的是地址，判断是否是同一个对象
- 两边的操作数必须是同一类型，也可以是父子类之间，才能编译通过
如果是数值的比较，值相等返回true
- 包括浮点数和整数的比较，比如double类型的10.0和int类型的10也是相等的，因为都指向地址为10的堆

equals

equals继承自Object类的，用来比较的是两个对象的内容是否相等，如果没有重写equals方法，调用的是Object类中的equals方法，而Object中的equals方法返回的是==的判断
- 和常量进行比较时，把常量写在前面，来防止空指针异常

hashCode

hashCode继承自Object类的，在Object中使用native修饰，返回根据对象的内存地址换算出的一个hash值

java的集合中的是Set集合，要求元素不重复，向set中插入元素的时候，可以通过equals方法判断集合中是否已存在该元素，但是如果元素太多，逐个判断就会很慢；然后就可以通过哈希算法来提高集合中查找元素的效率，将集合分成若干个区域，每个对象可以计算出一个哈希值，就可以通过哈希值进行分组，根据对象的哈希值就可以初步判断出对象的存储位置，这样一来，当要添加元素时，先调用hashCode方法得出存储区域

如果这个位置没有元素，就直接存上，不用再进行任何比较了

如果这个位置已有元素，就调用它的equals方法进行比较

相同的话就不存

不相同就散列其它的地址

这样一来就可以提高存储的效率

String、StringBuffer、StringBuilder的区别

String是只读字符串，是复合类型，字面量赋值字符串处于常量池中，new对象方式处于堆内存中，从底层源码来看是一个final类型的字符数组，一但定义，无法再增删改

每次对String的操作都会生成新的String对象，比如每次字符串拼接，会隐式在堆上创建一个和原字符串内容相同的StringBuilder对象，再调用append方法进行拼接

StringBuffer和StringBuilder他们两都继承了AbstractStringBuilder抽象类，底层都是可变的字符数组，所以在进行频繁的字符串操作时，要使用StringBuffer或StringBuilder，另外StringBuffer对方法加了同步锁，所以是[线程安全](# 多线程缺点)的，而StringBuilder没有

final、finally、finalize的区别

final

被final修饰的类不可以被继承、方法不可以被重写、变量引用不可变
被final修饰的常量，在编译阶段会存入常量池中
除了声明时赋值外
- 如果修饰类变量，还可以在静态代码块中赋初值
- 如果修饰成员变量，还可以在普通代码块、构造方法中赋初值
- 如果修饰局部变量，还可以在后续代码中赋初值

局部内部类和匿名内部类，只能访问局部final变量，因为内部类也会生成对应的Class文件，不会像局部变量那样，方法结束后就会被销毁，所以就可能会访问不存在的变量，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，为了保证复制的变量和原来的变量的一致性，也就是在内部类中修改，方法中的局部变量也会跟着被修改，就必须使用final局部变量，不会被改变，也就保证了一致性

finally

finally只能用在try catch语法中，并且try块是必须有，负责清理各种资源，不管是否出现异常都会执行，除非是在finally中出现异常，或者程序已经退出（System.exit()），finally才不会被执行

当try catch中有return时，finally仍然会执行，因为finally是在方法返回之前、return表达式运算结束之后才执行，在方法返回前，会先将返回结果保存，不管finally中的代码怎么样，返回值都不可变，如果finally中包含return，程序会提前退出，返回值就不是之前保存的返回值了

finalize

是Object定义的方法，在对象被回收之前由[垃圾收集器](# 垃圾收集器)调用，是用来整理系统资源，或执行其他清理工作

接口、抽象类、普通类的区别

外部形式上

抽象类使用extends来继承，接口使用implements来实现
抽象类只能继承一个，接口可以实现多个
抽象类和接口都不能直接实例化，普通类可以直接实例化

内部形式上

抽象类除了可以有抽象方法外，还可以有普通方法，而接口中只能是public修饰的抽象方法，普通类不能包含抽象方法
抽象类中的成员变量可以是任意类型的，而接口中的成员变量只能是public static final修饰的类型
抽象类可以有静态代码块、静态方法、构造方法，而接口不能有

接口是为了定义行为，表示“就是”的关系

而抽象类是为了代码复用，表示“类似”的关系

jdk1.8新增了接口的默认方法和静态方法，为了解决接口内部的代码复用性，在jdk1.9新增了私有方法

如果接口多继承中，只有抽象方法冲突就等于没冲突，如果默认方法冲突子接口必须重写

Java创建对象的几种方式

new创建新对象
通过反射机制，调用Class对象的newInstance()方法
- 通过getClass()获取Class对象
- 通过class属性获取Class对象
- 通过Class的forName()静态方法获取Class对象
采用clone机制（实现Cloneable接口的浅拷贝）
- 重写Object的clone()方法并调用（super.clone()即可）
通过序列化机制（实现Serializable接口的深拷贝）
- 调用ObjectOutputStream类对象的writeObject()方法序列化
- 调用ObjectInputStream类对象的readObject()方法反序列化

public Test deepClone() {
  ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
  ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
  oos.writeObject(this);

  ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
  ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
  return (Test) ois.readObject();
}

Exception、Error的区别

Java中的所有异常和错误的顶级父类是Throwable，Throwable下有两个子类Exception和Error

Error是程序无法处理的错误，编译器不检查
而Exception是程序可以处理的错误，不会导致程序停止，又分为两个部分，RunTimeException运行时异常和非RunTimeException（检查异常）
- RunTimeException是不可预知的，在程序的运行过程中出现，可以不进行捕获
- CheckedException是可预知的，在编译过程中出现，必须进行捕获

[Error](# OOM和SOF)