Java面试题全集（上）

参考链接： 扩展Java中的原始转换

2013年年底的时候，我看到了网上流传的一个叫做《Java面试题大全》的东西，认真的阅读了以后发现里面的很多题目是重复且没有价值的题目，还有不少的参考答案也是错误的，于是我花了半个月时间对这个所谓的《Java面试大全》进行了全面的修订并重新发布在我的CSDN博客。在修订的过程中，参照了当时JDK最新版本（Java 7）给出了题目的答案和相关代码，去掉了EJB 2.x、JSF等无用内容或过时内容，补充了数据结构和算法、大型网站技术架构、设计模式、UML、Spring MVC等内容并对很多知识点进行了深入的剖析，例如hashCode方法的设计、垃圾收集、并发编程、数据库事务等。当时我甚至希望把面试中经常出现的操作系统、数据库、软件测试等内容也补充进去，但是由于各种原因，最终只整理出了150道面试题。让我欣慰的是，这150道题还是帮助到了很多人，而且在我CSDN博客上的总访问量超过了5万次，最终还被很多网站和个人以原创的方式转载了。最近一年内，用百度搜索"Java面试"我写的这些东西基本上都排在搜索结果的前5名，这让我觉得"亚历山大"，因为我写的这些东西一旦不准确就可能误导很多人。2014年的时候我又整理了30道题，希望把之前遗漏的面试题和知识点补充上去，但是仍然感觉挂一漏万，而且Java 8问世后很多新的东西又需要去总结和整理。为此，我不止一次的修改了之前的180题，修改到自己已经感觉有些疲惫或者厌烦了。2014年至今，自己带的学生又有很多走上了Java程序员、Java工程师的工作岗位，他们的面试经验也还没来得及跟大家分享，冥冥之中似乎有一股力量在刺激我要重新写一篇《Java面试题全集》，于是这篇文章就诞生了。请不要责备我把那些出现过的内容又写了一次，因为每次写东西就算是重复的内容，我也需要对编程语言和相关技术进行重新思考，不仅字斟句酌更是力求至臻完美，所以请相信我分享的一定是更新的、更好的、更有益的东西，这些内容也诉说着一个职业程序员和培训师的思想、精神和情感。 

1、面向对象的特征有哪些方面？  答：面向对象的特征主要有以下几个方面：  - 抽象：抽象是将一类对象的共同特征总结出来构造类的过程，包括数据抽象和行为抽象两方面。抽象只关注对象有哪些属性和行为，并不关注这些行为的细节是什么。  - 继承：继承是从已有类得到继承信息创建新类的过程。提供继承信息的类被称为父类（超类、基类）；得到继承信息的类被称为子类（派生类）。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（如果不能理解请阅读阎宏博士的《Java与模式》或《设计模式精解》中关于桥梁模式的部分）。  - 封装：通常认为封装是把数据和操作数据的方法绑定起来，对数据的访问只能通过已定义的接口。面向对象的本质就是将现实世界描绘成一系列完全自治、封闭的对象。我们在类中编写的方法就是对实现细节的一种封装；我们编写一个类就是对数据和数据操作的封装。可以说，封装就是隐藏一切可隐藏的东西，只向外界提供最简单的编程接口（可以想想普通洗衣机和全自动洗衣机的差别，明显全自动洗衣机封装更好因此操作起来更简单；我们现在使用的智能手机也是封装得足够好的，因为几个按键就搞定了所有的事情）。  - 多态性：多态性是指允许不同子类型的对象对同一消息作出不同的响应。简单的说就是用同样的对象引用调用同样的方法但是做了不同的事情。多态性分为编译时的多态性和运行时的多态性。如果将对象的方法视为对象向外界提供的服务，那么运行时的多态性可以解释为：当A系统访问B系统提供的服务时，B系统有多种提供服务的方式，但一切对A系统来说都是透明的（就像电动剃须刀是A系统，它的供电系统是B系统，B系统可以使用电池供电或者用交流电，甚至还有可能是太阳能，A系统只会通过B类对象调用供电的方法，但并不知道供电系统的底层实现是什么，究竟通过何种方式获得了动力）。方法重载（overload）实现的是编译时的多态性（也称为前绑定），而方法重写（override）实现的是运行时的多态性（也称为后绑定）。运行时的多态是面向对象最精髓的东西，要实现多态需要做两件事：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）。 

2、访问修饰符public,private,protected,以及不写（默认）时的区别？  答： 

修饰符当前类同 包子 类其他包public√√√√protected√√√×default√√××private√××× 

类的成员不写访问修饰时默认为default。默认对于同一个包中的其他类相当于公开（public），对于不是同一个包中的其他类相当于私有（private）。受保护（protected）对子类相当于公开，对不是同一包中的没有父子关系的类相当于私有。Java中，外部类的修饰符只能是public或默认，类的成员（包括内部类）的修饰符可以是以上四种。 

3、String 是最基本的数据类型吗？  答：不是。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（primitive type），剩下的都是引用类型（reference type），Java 5以后引入的枚举类型也算是一种比较特殊的引用类型。 

4、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;。 

5、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。 

6、Java有没有goto？  答：goto 是Java中的保留字，在目前版本的Java中没有使用。（根据James Gosling（Java之父）编写的《The Java Programming Language》一书的附录中给出了一个Java关键字列表，其中有goto和const，但是这两个是目前无法使用的关键字，因此有些地方将其称之为保留字，其实保留字这个词应该有更广泛的意义，因为熟悉C语言的程序员都知道，在系统类库中使用过的有特殊意义的单词或单词的组合都被视为保留字） 

7、int和Integer有什么区别？  答：Java是一个近乎纯洁的面向对象编程语言，但是为了编程的方便还是引入了基本数据类型，但是为了能够将这些基本数据类型当成对象操作，Java为每一个基本数据类型都引入了对应的包装类型（wrapper class），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。  Java 为每个原始类型提供了包装类型：  - 原始类型: boolean，char，byte，short，int，long，float，double  - 包装类型：Boolean，Character，Byte，Short，Integer，Long，Float，Double 

class AutoUnboxingTest {

    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

    }

} 

最近还遇到一个面试题，也是和自动装箱和拆箱有点关系的，代码如下所示： 

public class Test03 {

    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);

    }

} 

如果不明就里很容易认为两个输出要么都是true要么都是false。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=<size>} 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，所以上面的面试题中f1==f2的结果是true，而f3==f4的结果是false。 

 提醒：越是貌似简单的面试题其中的玄机就越多，需要面试者有相当深厚的功力。 

8、&和&&的区别？  答：&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。逻辑与跟短路与的差别是非常巨大的，虽然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。很多时候我们可能都需要用&&而不是&，例如在验证用户登录时判定用户名不是null而且不是空字符串，应当写为：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。注意：逻辑或运算符（|）和短路或运算符（||）的差别也是如此。 

 补充：如果你熟悉JavaScript，那你可能更能感受到短路运算的强大，想成为JavaScript的高手就先从玩转短路运算开始吧。 

9、解释内存中的栈(stack)、堆(heap)和方法区(method area)的用法。  答：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JVM中的栈空间；而通过new关键字和构造器创建的对象则放在堆空间，堆是垃圾收集器管理的主要区域，由于现在的垃圾收集器都采用分代收集算法，所以堆空间还可以细分为新生代和老生代，再具体一点可以分为Eden、Survivor（又可分为From Survivor和To Survivor）、Tenured；方法区和堆都是各个线程共享的内存区域，用于存储已经被JVM加载的类信息、常量、静态变量、JIT编译器编译后的代码等数据；程序中的字面量（literal）如直接书写的100、"hello"和常量都是放在常量池中，常量池是方法区的一部分，。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，栈和堆的大小都可以通过JVM的启动参数来进行调整，栈空间用光了会引发StackOverflowError，而堆和常量池空间不足则会引发OutOfMemoryError。 

String str = new String("hello"); 

上面的语句中变量str放在栈上，用new创建出来的字符串对象放在堆上，而"hello"这个字面量是放在方法区的。 

 补充1：较新版本的Java（从Java 6的某个更新开始）中，由于JIT编译器的发展和"逃逸分析"技术的逐渐成熟，栈上分配、标量替换等优化技术使得对象一定分配在堆上这件事情已经变得不那么绝对了。 

 补充2：运行时常量池相当于Class文件常量池具有动态性，Java语言并不要求常量一定只有编译期间才能产生，运行期间也可以将新的常量放入池中，String类的intern()方法就是这样的。 

看看下面代码的执行结果是什么并且比较一下Java 7以前和以后的运行结果是否一致。 

String s1 = new StringBuilder("go")

    .append("od").toString();

System.out.println(s1.intern() == s1);

String s2 = new StringBuilder("ja")

    .append("va").toString();

System.out.println(s2.intern() == s2);