Home 成长之路 Leetcode题解 GitHUb–JAVA基础知识点;

GitHUb–JAVA基础知识点;

1.Java 虚拟机(JVM)是运行 Java 字节码的虚拟机。JVM 有针对不同系统的特定实现(Windows,Linux,macOS),目的是使用相同的字节码,它们都会给出相同的结果。字节码和不同系统的 JVM 实现是 Java 语言“一次编译,随处可以运行”的关键所在.

编译型语言在编译过程中生成目标平台的指令,解释型语言在运行过程中才生成目标平台的指令。(编译:做好一桌子再吃,解释:边吃边做)编译效率高;

1.1.4. Java 和 C++的区别?

  • 都是面向对象的语言,都支持封装、继承和多态
  • Java 不提供指针来直接访问内存,程序内存更加安全
  • Java 的类是单继承的,C++ 支持多重继承;虽然 Java 的类不可以多继承,但是接口可以多继承。
  • Java 有自动内存管理垃圾回收机制(GC),不需要程序员手动释放无用内存
  • 在 C 语言中,字符串或字符数组最后都会有一个额外的字符'\0'来表示结束。但是,Java 语言中没有结束符这一概念。 这是一个值得深度思考的问题,具体原因推荐看这篇文章: https://blog.csdn.net/sszgg2006/article/details/49148189

1.1.6. 为什么说 Java 语言“编译与解释并存”?

高级编程语言按照程序的执行方式分为编译型解释型两种。简单来说,编译型语言是指编译器针对特定的操作系统将源代码一次性翻译成可被该平台执行的机器码;解释型语言是指解释器对源程序逐行解释成特定平台的机器码并立即执行。比如,你想阅读一本英文名著,你可以找一个英文翻译人员帮助你阅读, 有两种选择方式,你可以先等翻译人员将全本的英文名著(也就是源码)都翻译成汉语,再去阅读,也可以让翻译人员翻译一段,你在旁边阅读一段,慢慢把书读完。

Java 语言既具有编译型语言的特征,也具有解释型语言的特征,因为 Java 程序要经过先编译,后解释两个步骤,由 Java 编写的程序需要先经过编译步骤,生成字节码(*.class 文件),这种字节码必须由 Java 解释器来解释执行。因此,我们可以认为 Java 语言编译与解释并存。

 

 

1.2.8. ==和 equals 的区别

== : 它的作用是判断两个对象的地址是不是相等。即判断两个对象是不是同一个对象。(基本数据类型==比较的是值,引用数据类型==比较的是内存地址)

因为 Java 只有值传递,所以,对于 == 来说,不管是比较基本数据类型,还是引用数据类型的变量,其本质比较的都是值,只是引用类型变量存的值是对象的地址。

equals() : 它的作用也是判断两个对象是否相等,它不能用于比较基本数据类型的变量。equals()方法存在于Object类中,而Object类是所有类的直接或间接父类。

Objectequals()方法:

public boolean equals(Object obj) {
     return (this == obj);
}

equals() 方法存在两种使用情况:

  • 情况 1:类没有覆盖 equals()方法。则通过equals()比较该类的两个对象时,等价于通过“==”比较这两个对象。使用的默认是 Objectequals()方法。
  • 情况 2:类覆盖了 equals()方法。一般,我们都覆盖 equals()方法来两个对象的内容相等;若它们的内容相等,则返回 true(即,认为这两个对象相等)。

举个例子:

public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        String a = new String("ab"); // a 为一个引用
        String b = new String("ab"); // b为另一个引用,对象的内容一样
        String aa = "ab"; // 放在常量池中
        String bb = "ab"; // 从常量池中查找
        if (aa == bb) // true
            System.out.println("aa==bb");
        if (a == b) // false,非同一对象
            System.out.println("a==b");
        if (a.equals(b)) // true
            System.out.println("aEQb");
        if (42 == 42.0) { // true
            System.out.println("true");
        }
    }
}

说明:

  • String 中的 equals 方法是被重写过的,因为 Object 的 equals 方法是比较的对象的内存地址,而 String 的 equals 方法比较的是对象的值。

当创建 String 类型的对象时,虚拟机会在常量池中查找有没有已经存在的值和要创建的值相同的对象,如果有就把它赋给当前引用。如果没有就在常量池中重新创建一个 String 对象。

 

 

1.3.2. 自动装箱与拆箱

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;

Integer 比较更丰富的一个例子:

  Integer i1 = 40;
  Integer i2 = 40;
  Integer i3 = 0;
  Integer i4 = new Integer(40);
  Integer i5 = new Integer(40);
  Integer i6 = new Integer(0);

  System.out.println("i1=i2   " + (i1 == i2));
  System.out.println("i1=i2+i3   " + (i1 == i2 + i3));
  System.out.println("i1=i4   " + (i1 == i4));
  System.out.println("i4=i5   " + (i4 == i5));
  System.out.println("i4=i5+i6   " + (i4 == i5 + i6));
  System.out.println("40=i5+i6   " + (40 == i5 + i6));

结果:

i1=i2   true
i1=i2+i3   true
i1=i4   false
i4=i5   false
i4=i5+i6   true
40=i5+i6   true

解释:

语句 i4 == i5 + i6,因为+这个操作符不适用于 Integer 对象,首先 i5i6 进行自动拆箱操作,进行数值相加,即 i4 == 40。然后 Integer 对象无法与数值进行直接比较,所以 i4 自动拆箱转为 int 值 40,最终这条语句转为 40 == 40 进行数值比较。

 

 

方法的重写要遵循“两同两小一大”(以下内容摘录自《疯狂 Java 讲义》,issue#892 ):

  • “两同”即方法名相同、形参列表相同;
  • “两小”指的是子类方法返回值类型应比父类方法返回值类型更小或相等,子类方法声明抛出的异常类应比父类方法声明抛出的异常类更小或相等;

“一大”指的是子类方法的访问权限应比父类方法的访问权限更大或相等。

 

 

1.4.4. 深拷贝 vs 浅拷贝

  1. 浅拷贝:对基本数据类型进行值传递,对引用数据类型进行引用传递般的拷贝,此为浅拷贝。
  2. 深拷贝:对基本数据类型进行值传递,对引用数据类型,创建一个新的对象,并复制其内容,此为深拷贝。

 

 

 

2. Java 面向对象

2.1. 类和对象

2.1.1. 面向对象和面向过程的区别

  • 面向过程 :面向过程性能比面向对象高。 因为类调用时需要实例化,开销比较大,比较消耗资源,所以当性能是最重要的考量因素的时候,比如单片机、嵌入式开发、Linux/Unix 等一般采用面向过程开发。但是,面向过程没有面向对象易维护、易复用、易扩展。
  • 面向对象 :面向对象易维护、易复用、易扩展。 因为面向对象有封装、继承、多态性的特性,所以可以设计出低耦合的系统,使系统更加灵活、更加易于维护。但是,面向对象性能比面向过程低

参见 issue : 面向过程 :面向过程性能比面向对象高??

这个并不是根本原因,面向过程也需要分配内存,计算内存偏移量,Java 性能差的主要原因并不是因为它是面向对象语言,而是 Java 是半编译语言,最终的执行代码并不是可以直接被 CPU 执行的二进制机械码。

而面向过程语言大多都是直接编译成机械码在电脑上执行,并且其它一些面向过程的脚本语言性能也并不一定比 Java 好。

2.1.2. 构造器 Constructor 是否可被 override?

Constructor 不能被 override(重写),但是可以 overload(重载),所以你可以看到一个类中有多个构造函数的情况。

 

2.1.3. 在 Java 中定义一个不做事且没有参数的构造方法的作用

Java 程序在执行子类的构造方法之前,如果没有用 super()来调用父类特定的构造方法,则会调用父类中“没有参数的构造方法”。因此,如果父类中只定义了有参数的构造方法,而在子类的构造方法中又没有用 super()来调用父类中特定的构造方法,则编译时将发生错误,因为 Java 程序在父类中找不到没有参数的构造方法可供执行。解决办法是在父类里加上一个不做事且没有参数的构造方法。

2.1.4. 成员变量与局部变量的区别有哪些?

  1. 从语法形式上看:成员变量是属于类的,而局部变量是在代码块或方法中定义的变量或是方法的参数;成员变量可以被 public,private,static 等修饰符所修饰,而局部变量不能被访问控制修饰符及 static 所修饰;但是,成员变量和局部变量都能被 final 所修饰。
  2. 从变量在内存中的存储方式来看:如果成员变量是使用static修饰的,那么这个成员变量是属于类的,如果没有使用static修饰,这个成员变量是属于实例的。而对象存在于堆内存,局部变量则存在于栈内存。
  3. 从变量在内存中的生存时间上看:成员变量是对象的一部分,它随着对象的创建而存在,而局部变量随着方法的调用而自动消失。
  4. 成员变量如果没有被赋初值:则会自动以类型的默认值而赋值(一种情况例外:被 final 修饰的成员变量也必须显式地赋值),而局部变量则不会自动赋值。

2.1.5. 创建一个对象用什么运算符?对象实体与对象引用有何不同?

new 运算符,new 创建对象实例(对象实例在堆内存中),对象引用指向对象实例(对象引用存放在栈内存中)。一个对象引用可以指向 0 个或 1 个对象(一根绳子可以不系气球,也可以系一个气球);一个对象可以有 n 个引用指向它(可以用 n 条绳子系住一个气球)。

 

2.1.6. 一个类的构造方法的作用是什么? 若一个类没有声明构造方法,该程序能正确执行吗? 为什么?

主要作用是完成对类对象的初始化工作。可以执行。因为一个类即使没有声明构造方法也会有默认的不带参数的构造方法。如果我们自己添加了类的构造方法(无论是否有参),Java 就不会再添加默认的无参数的构造方法了,这时候,就不能直接 new 一个对象而不传递参数了,所以我们一直在不知不觉地使用构造方法,这也是为什么我们在创建对象的时候后面要加一个括号(因为要调用无参的构造方法)。如果我们重载了有参的构造方法,记得都要把无参的构造方法也写出来(无论是否用到),因为这可以帮助我们在创建对象的时候少踩坑

 

2.1.8. 在调用子类构造方法之前会先调用父类没有参数的构造方法,其目的是?

帮助子类做初始化工作。

 

2.4. 其它重要知识点

2.4.1. String StringBuffer 和 StringBuilder 的区别是什么? String 为什么是不可变的?

可变性

简单的来说:String 类中使用 final 关键字修饰字符数组来保存字符串,private final char value[],所以String 对象是不可变的。

补充(来自issue 675):在 Java 9 之后,String 、StringBuilder 与 StringBuffer 的实现改用 byte 数组存储字符串 private final byte[] value

而 StringBuilder 与 StringBuffer 都继承自 AbstractStringBuilder 类,在 AbstractStringBuilder 中也是使用字符数组保存字符串char[]value 但是没有用 final 关键字修饰,所以这两种对象都是可变的。

StringBuilder 与 StringBuffer 的构造方法都是调用父类构造方法也就是AbstractStringBuilder 实现的,大家可以自行查阅源码。

AbstractStringBuilder.java

abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {
    /**
     * The value is used for character storage.
     */
    char[] value;

    /**
     * The count is the number of characters used.
     */
    int count;

    AbstractStringBuilder(int capacity) {
        value = new char[capacity];
    }}

线程安全性

String 中的对象是不可变的,也就可以理解为常量,线程安全。AbstractStringBuilder 是 StringBuilder 与 StringBuffer 的公共父类,定义了一些字符串的基本操作,如 expandCapacityappendinsertindexOf 等公共方法。StringBuffer 对方法加了同步锁或者对调用的方法加了同步锁,所以是线程安全的。StringBuilder 并没有对方法进行加同步锁,所以是非线程安全的。

性能

每次对 String 类型进行改变的时候,都会生成一个新的 String 对象,然后将指针指向新的 String 对象。StringBuffer 每次都会对 StringBuffer 对象本身进行操作,而不是生成新的对象并改变对象引用。相同情况下使用 StringBuilder 相比使用 StringBuffer 仅能获得 10%~15% 左右的性能提升,但却要冒多线程不安全的风险。

对于三者使用的总结:

  1. 操作少量的数据: 适用 String
  2. 单线程操作字符串缓冲区下操作大量数据: 适用 StringBuilder
  3. 多线程操作字符串缓冲区下操作大量数据: 适用 StringBuffer

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