Java基础（面试复习整理）

基础知识和语法

Java语言初识

• 计算机语言发展

  • 机器语言、汇编、C、C++、Java

• Java的诞生与发展

  • 1995

    • JavaSE

    • JavaME

      • Android

    • JavaEE

  • 2006(大数据)

    • Hadoop

    • Spark

      • 流式计算

    • Scala

• JDK

  • 开发工具包

    • 配置环境变量

      • JAVA_HOME

        • D:\JDK8_211

      • path

        • ;%JAVA_HOME%\bin;%JAVA_HOME%\jre\bin

      • CLASSPATH

        • .;%JAVA_HOME%\lib;%JAVA_HOME%\lib\dt.jar;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar

      • 验证安装DOS

        • java -version

• JRE

  • Java程序运行环境
  • 包含JVM，Java程序运行

• 跨平台原理

  • 在JVM上运行，无视操作系统

HelloWorld

• javac Hello.java

  • 生成class文件

• java Hello

  • 运行编译好的class文件

• 编译型和解释型语言

  • Java是半编译半解释型语言

• IDEA

  • 主流开发工具

注释

• 行内

  • //

• 多行

  • /* */

• 文档

  • /** */

    • javadoc 命令 生成帮助文档

标识符

• 关键字

• 语法规则

  • 大小写敏感

  • 类名首字母大写

  • 方法名小写

  • 源文件名与类名必须相同，后缀名为.java

  • 一个源文件只能有一个public类，可以有多个其他类（内部类、匿名类）

  • 所有程序由主方法入口开始执行

    • public static void main(String[] args)

  • 标识符

    • 以字母、美元符、下划线开头，不能用数字开头
    • 关键字不能做标识符

数据类型

• 基本数据类型

  • 整型

    • byte

      • Byte
      • 8位，1字节
      • -128(-2^7) ~ 127(2^7-1)

    • short

      • Short
      • 16位，2字节
      • -32768(-2^15) ~ 32767(2^15-1)

    • int

      • Integer
      • 32位，4字节
      • -2^31 ~ 2^31-1
      • 整型变量默认为int型

    • long

      • Long
      • 64位，8字节
      • -2^63 ~ 2^63
      • 默认值：0L

  • 浮点型

    • float

      • Float
      • 32位，4字节
      • 默认值：0.0f

    • double

      • Double
      • 64位，8字节

    • 浮点数

      • 金融计算

        • BigDecimal

  • 字符型

    • char(Unicode字符)

      • Character
      • 16位，2字节
      • 单引号，‘A’

    • 字符编码

      • ASCII

      • UTF-8

      • Unicode

      • '\u0000'（转义）

        • \b

          • 退格

        • \n

          • 换行

        • \r

          • 回车

        • \t

          • 制表

        • '

        • "

        • \

  • 布尔型

    • boolean

      • Boolean
      • 1字节
      • true/false
      • 默认值：false

• 引用数据类型

  • 数组

    • int[] a = {1,2,3,4};

  • 类（对象）

    • class Hero;

    • 栈指向堆

      • 栈存放对象引用的地址
      • 堆存放对象的信息，栈存放该对象的地址，所以栈指向堆

  • 接口

    • interface Hero;

  • 默认值：null

• == 和 equals

  • ==

    • 基本类型：比较的是值是否相同
    • 引用类型：比较的是引用是否相同

  • equals

    • equals 本质上就是 ==，但重写了String和Integer，把引用比较改成了值比较

• 数据类型转换

  • 自动类型转换

    • 转换原则：从低精度向高精度转换byte->(short、char)->int->long->float->double
    • 表数范围小的自动转换为表数范围大的
    • 运算有多种数据类型结果自动转换为最大的数据类型
    • 字符串与任何数据类型相连都会转换为字符串类型
    • 两个char型运算时，自动转换为int型；
      当char与别的类型运算时，也会先自动转换为int型的，再做其它类型的自动转换
    • byte和short不能和char相互转换，char值范围为0~65535，byte和short都包含负数

  • 强制类型转换

    • 表数大的转表数小的需要强制转换

    • 运算符为(),括号里写小的数据类型

      • byte b = (byte)12

• 装箱和拆箱

  • 装箱：int->Integer
  • 拆箱：Integer->int

• Java包装类的缓存

  • 具体的实现方式为在类中预先创建频繁使用的包装类对象，当需要使用某个包装类的对象
    时，如果该对象封装的值在缓存的范围内，就返回缓存的对象，否则创建新的对象并返回

  • 哪些包装类没有缓存

    • float、double

常量

• 定义

  • final修饰常量

  • 一般大写命名

    • final String DEMO = "HELLO";

• final

  • 只允许初始化一次

  • 一般与static一起使用

    • 静态不可变

变量

• 定义

  • int a = 2;

• 作用域

  • 类变量

    • 静态变量
    • 必须声明为static类型
    • 局部变量不能被声明为类变量

  • 实例(成员)变量

    • 非静态变量
    • 类之中，方法外，可全局使用

  • 局部变量

    • 方法内，仅限于方法内使用

命名规范

• 1、见名知意
• 2、驼峰命名（变量和方法）
• 3、类，首字母大写，驼峰命名
• 4、常量，大写+下划线
• 5、不要使用拼音命令

运算符

• 算术运算符

  • +、-、*、/、%、++、--

• 赋值运算符

  • =

• 关系运算符

  • '>'、<、>=、<=

• 逻辑运算符

  • &&、||、！

• 位运算符

  • &、|、^、~、>>、<<、>>>

• 扩展运算符

  • +=、-=、*=、/=

• 三目运算符

  • 条件？true的取值:false的取值

• 优先级

  • 尽量使用 小括号，可读性更好

• instanceof

  • 检查当前对象是否是某个特定类型

包机制

• 域名倒写
• package
• import
• 为了防治命名冲突
• 用于放功能相似或相关类

JavaDoc

• 生成JDK帮助文档

• javadoc

  • @author

    • 作者

  • @Version

    • 版本

  • @since

    • 最早支持到哪个版本能够使用

  • @param

    • 参数

  • @return

    • 返回

  • @throws

    • 异常

  • 编译文件、生成帮助文档

    • 教程：https://www.bilibili.com/video/BV12J41137hu?p=80
    • 34：11

流程控制

• Scanner

  • 用户交互 System.in

• 顺序结构

  • 程序默认结构，自上而下的执行

• 选择结构

  • if 单选择结构

  • if-else 双选择结构

  • if-else if-else 多选择结构

  • switch

    • JDK7支持了String类型

    • case穿透现象，不加break 就会继续执行下一个case

    • break

    • default

      • 默认，case没有就执行这个

• 循环结构

  • while

    • 满足条件后执行
    • 尽量避免死循环
    • 一般不可计次数循环时使用

  • do...while

    • 至少执行一次，先执行

  • for

    • for(int i = 0; i < 100; i++)
    • 一般可计次数循环时使用

  • for-each

    • for(int num : nums)
    • 增强型for循环

  • 编程：打印九九乘法表

• break & continue & return

  • break

    • 跳出循环

  • continue

    • 终止本次循环，进入下一次循环

  • return

    • 结束方法的运行

数组

• 定义

  • new int[5]

    • 分配好空间

  • {1,2,3,4}

  • 数组存放的值必须是同一个类型

  • 存储在堆上的对象，可保存多个同类型变量

  • 数组初始化，内存所占空间固定，长度不可改变

    • 静态初始化

      • int demoArray[3] = {1,2,3};

    • 动态初始化

      • int demoArray[10];

• 使用

  • 通过下标拿到值

  • ArrayIndexOutOfBounds

    • 数组下标越界异常

  • for-each遍历

  • 遍历

    • 数组索引从0开始

    • for (int i = 0; i < myList.length; i++) {
      System.out.println(myList[i] + " ");
      }

    • for each循环

      • for (double element: myList) {
        System.out.println(element);
        }

• 二维数组

  • int[][]

• Arrays

  • 工具类

  • 方法

    • 排序

      • sort()

      • sort排序原理

        • 使用了两种排序方法，快速排序和优化的归并排序
        • 快速排序主要是对那些基本类型数据排序，
          而归并排序用于对Object类型进行排序。

    • 比较

      • equals()

    • 转为字符串

      • toString()

• 排序算法

  • 冒泡排序
  • 选择排序
  • 插入排序
  • 快速排序
  • 归并排序
  • 希尔排序
  • 堆排序
  • 基数排序（桶排序）
  • 笔试：要求手写

面向对象

什么是面向对象

• 一个人就是一个对象，属性：名字，方法：动作

类与对象

• 类

  • 是Java最小的程序单元
  • 是一个模板，描述对象的状态和行为
  • 是对象的集合
  • 由class定义

• 对象

  • Java中除了8个基本数据类型值外，一切都是对象

  • 声明

    • 由类声明

  • 实例化

    • new创建对象实例化

  • 初始化

    • 创建对象时调用构造方法进行初始化

  • 属性

    • 对象的状态

  • 方法

    • 对象的行为操作

new 对象

• 栈 存放引用
• 堆 存放具体对象信息

构造方法

• 构造的重载

  • 默认无参构造
  • 如果手动定义了有参构造就必须要手动再加一个无参构造
  • 单例模式需要构造器私有，为的就是不让别人去new它，只能创建一个对象

• new需要构造方法来创建对象

• 与类同名，无返回值无void，可以有参数,只能与new结合使用，返回的是类的实例

• 如果不显式定义构造方法，编译器会为该类隐式提供默认的构造方法

• 每个类至少一个构造方法（可以有多个），方法名与类名必须相同

方法

• 语句的集合

• 定义

  • 修饰符 返回值 方法名(参数名) {

    return 返回值;
    }

• 方法调用

  • 类名.方法
  • 对象.方法

• 方法重载

  • 名字相同，参数列表不同

• 命令行传参

  • 给main方法传参
  • 教程：https://www.bilibili.com/video/BV12J41137hu?p=80
  • 45：22
  • 必须掌握，后面JVM调优传参就是这样传，在后面传JVM参数

• 可变长参数

  • ...
  • 必须放在最后一个参数

• 递归

  • 自己调用自己，给自己一个出口

  • 时间复杂度高

  • 面试常问

    • 刷leetcode

      • 基础题

封装

• 属性私有，提供对应get，set 方法
• 减少耦合
• 隐藏实现细节
• 容易理解

继承

• 关键字

  • extends

  • super

    • 访问父类成员

      • super.eat();

  • this

    • 访问自己

      • this.eat();

• 子类继承父类，继承包括非private修饰的成员变量，方法

• 减少重复代码，提高代码复用性，提高维护性

• 不支持多继承，但支持多重继承、不同类继承同一个类

• 变相多继承 implements

  • 可以实现多个接口

多态

• 父类的引用指向子类的对象

  • Person person = new Student();

    • 引用 person 指向 Student 对象

• instanceof

  • 如匹配，可以进行类型之间转换
  • 返回：true / false

• 同一个行为具有多个不同的表现形式

• 例子：同一个接口，使用不同实例执行不同的操作

• 存在的必要条件

  • 继承
  • 重写
  • 父类引用指向子类对象

• 实现

  • 重写
  • 接口
  • 抽象类

• 编译时多态通过方法重载

  • 重载只能通过不同的方法参数区分

    • 参数个数不同
    • 参数类型不同

  • 通过指向父类的指针，来调用在不同子类中实现的方法

• 运行时多态通过方法重写

• 多态用到了动态绑定

  • 编译时类型与运行时类型不一致就会发生运行时动态绑定（典型的就是重载）

Override、Overload

• 重载

  • 一个类中，两个方法同名，但形参不同（数量，类型不同），返回值可同可不同

• 重写

  • 方法名，形参和返回值必须相同
  • 子类可以根据自己的需要实现父类的方法

向上转型与向下转型

• 向上转型：是子类对象由父类引用，格式：parent p = new son

• 向下转型：是父类向下强制转换到子类对象，前提是该父类对象必须是经过向上转型的对象

  • 对进行过上转型的对象，进行强制下转型
    Son s = (Son)p;

修饰符

• 访问修饰符

  • private

    • 同一个类内

  • defalt

    • 同一个包内

  • protected

    • 同一个包内和所有子类

  • public

    • 所有类

• 非访问修饰符

  • static

    • 用来修饰类方法和类变量
    • 静态方法只能用静态变量(static修饰的)

  • final

    • final通常和static一起使用

    • 修饰的类

      • 不能被继承

    • 修饰的方法

      • 不能被重写

    • 修饰的变量

      • 不能被修改

  • abstract

    • 唯一目的：将来对类进行扩充
    • 用来创建抽象类和抽象方法
    • 类有抽象方法一定要声明为抽象类（抽象类可以没有抽象方法）

  • synchronized 和 volatile

    • 主要用于多线程编程
    • synchronized修饰的方法只能同一时间只能被一个线程访问
    • volatile

接口

• interface

• 约束，只能定义方法名

• 子类实现接口必须重写其中方法

• 只有一个方法的接口叫做函数式接口，可以使用lambda表达式简化

• 抽象类

  • 接口比抽象类更抽象，接口不能有实现
  • 抽象类可以有具体的实现

• 一个类可以实现多个接口

抽象类

• abstract

  • 用来创建抽象类和抽象方法

• 唯一目的：将来对类进行扩充

• 不能被实例化，必须被继承才能使用，通常在设计阶段决定是否使用

• 类有抽象方法一定要声明为抽象类（抽象类可以没有抽象方法）

• 子类继承抽象类，父类有抽象方法子类必须重写抽象方法

抽象类和接口区别

• 一个类只可以继承一个抽象类，但可以实现多个接口
• 抽象类可以有构造方法，接口中不能有构造方法
• 抽象类可以有普通的成员变量，接口中不能有普通的成员变量
• 抽象类中可以包含静态方法，接口中不能包含静态方法

内部类

• 定义

  • 将一个类定义在另一个类或方法中

• 分类

  • 成员内部类

    • 定义在一个类中

  • 局部内部类

    • 定义在一个方法或作用域中

  • 匿名内部类

    • 使用最多
    • 主要编写事件监听代码
    • lambda

  • 静态内部类

    • 定义在一个类中，static修饰

• 深入

  • 编译器编译成多个class文件

克隆

• 浅克隆

  • 浅克隆不会克隆原对象中的引用类型，仅仅拷贝了引用类型的指向

• 深克隆

  • 深克隆的实现就是在引用类型所在的类实现Cloneable接口，
    并使用public访问修饰符重写clone方法。

序列化

• 对象中被 static 或 transient 修饰的变量，在序列化时不被保存

Enum类

• 为什么构造函数必须是私有的

  • 为了保证每一个枚举类元素的唯一实例，是不会允许外部进行new的

常用API

Scanner

• 键盘输入

Random

• 生成随机数

Arrays

• 数组工具类

  • 排序
  • 查找

String

• 不可变性

• final修饰

• 方法

  • 构造方法

    • String(char[])

    • String(byte[],Charset)

      • 字节流，编码

    • String(StringBuffer)

      • 将StringBuffer转换为String

    • String(StringBuilder)

      • 将StringBuilder转换为String

  • length()

    • 长度

  • isEmpty()

    • 判空

  • charAt(int index)

    • 获取指定字符串

  • getBytes(String charsetName)

    • String变成字节数组

  • indexOf(int ch)

    • 获取指定下标

  • subString(int beginIndex)

    • 截取字符串

  • concat(String str)

    • 包含某个字符串

  • replace(char oldChar, char newChar)

    • 替换字符串

  • replaceAll(String, String)

    • 替换全部

  • split(String, int)

    • 字符串分割成数组
    • 常用

  • trim()

    • 去掉字符串两边空格

StringBuilder、StringBuffer类

• StringBuffer是线程安全的（速度慢，需要同步）

• StringBuilder不是线程安全的（没有被synchronized（同步）修饰）

• StringBuffer

  • 可变长

    • 原因：append()

      • 本质：拷贝成新的再返回，还是利用的String

  • 线程安全

    • synchronized修饰

      • 效率较低

    • 多线程使用

• StringBuilder

  • 可变长

    • 原因：append()

      • 本质：拷贝成新的再返回，还是利用的String

  • 单线程下

    • 字符串缓存区大，数据量大使用

    • 数据小使用String

      • 操作量较少

  • 非线程安全

    • 但效率高

      • 原因：不用同步

ArrayList

• 数组列表

  • 长度可变

  • 类型统一

  • 一般和泛型使用

    • ArrayList list = ArrayList<>();

Math

• 数学相关工具类

Date类

• 时间日期类

• 当前日期时间

  • date.toString

• 格式化日期

  • SimpleDateFormat ft = new SimpleDateFormat ("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");

正则表达式

• 用字符串描述的匹配规则

  • 判断年份是否是'20##' ，通过 String x = "20\d\d"; 判断

    • \d，表示0~9的数

• 一般用于数据校验

Object

• hashcode()

• toString()

• clone()

• getClass()

• notify()

  • 通知，多线程使用

• wait()

• equals()

File

• 创建文件
• 查看文件
• 修改文件
• 删除文件

包装类

• 自动装箱与拆箱
• 八大基本类型不是类，不是面向对象，需要封装成类

异常处理

总接口

• Throwable

  • Exception

    • 捕获不到需要提升到Throwable，不能捕获Error

    • 自定义异常

      • 继承或实现Exception 接口

    • 运行时异常

      • 1/0

      • ClassNotFound

      • NullPoint

        • 空指针

      • UnKnowType

        • 未知类型

      • 下标越界异常

      • 文件类型异常.......

      • 编译会通过，需要手动捕获处理，注意

      • 出现这类异常的时候程序会由虚拟机接管

    • 检查型异常

      • 一般不管，因为编译不会通过

  • Error

    • AWT 错误

    • JVM 错误

      • StackOverFlow

        • 栈溢出
        • 递归会导致错误

      • OutOfMemory

        • OOM
        • Java内存溢出
        • 一个数字太大，不断创建对象，内存占用满了会导致错误

      • 面试常问

处理

• try{}

  • 尝试运行

• catch () {}

  • 捕获
  • 先捕获小异常再捕获大异常

• finally()

  • 无论是否出现异常，finally中的代码都会被执行

• throw

  • 方法内部，手动抛出异常

• throws

  • 方法抛出异常