java基础面试题总结

java基础面试题总结

目录

前言
1. JVM vs JDK vs JRE的了解
2. 谈谈你对编程、编译、运行的理解
3. 什么是字节码?采用字节码的好处是什么?
5. java中的注解有几种，分别是什么？
6. 字符型常量和字符串常量
7.标识符和关键字的认识
8. 泛型，类型擦除和泛型的原理
9. == 和equals的了解和区别
10. hashcode()和equals()方法的认识
11. final关键字
12. 接口和抽象类的区别
13. List集合和Set集合的区别
14. ArrayList和LinkedList的区别？
15. HashMap和HashTable有什么区别？其底层实现是什么？
16. Jdk1.7到Jdk1.8 HashMap 发⽣了什么变化(底层)?
17. HashMap的扩容机制原理？
18. 基本数据类所占字节数
19. 自动装箱和拆箱以及原理？
20. 数据类型的封装类，以及中间的区别
21. 包装类型的缓存机制你了解吗？
22. String, StringBuffer 以及StringBuilder三者的区别
23. 谈谈你对String的了解？
24. 方法有几种？什么是方法的返回值?
25. 静态方法的特殊性？
前言：Java八股文作为面试中的常见题型，首要作用是帮助面试官快速评估求职者的Java基础能力是否扎实。通过这些问题，面试官可以判断求职者是否具备Java开发所需的基本素养和技能。虽然现在的场景题也很重要，但是… …
1. JVM vs JDK vs JRE的了解

参考答案：
JVM： java Virtual Machine java 虚拟机，是运行java字节码的虚拟机，它针对不同的系统有着不同的实现，目的就是在不同的系统上运行相同的字节码文件时，有相同的结果。同时字节码和不同系统的jvm也是java“一次编译，随处运行”的关键所在。
JDK: Java Develpment Kit java 开发⼯具 ，是java的开发工具，也就是java sdk （java软件开发工具包），它包含jvm和jre，其中含有类似于javac（编译器）等的开发工具
JRE： Java Runtime Environment java运⾏时环境 ，是java的运行时环境，它包含jvm，就是运行一些已经编译好的java程序
简单说就是：
JDK是java的开发工具包
JDK = JVM+核心类库+开发工具（如javac编译器、java运行时、调试器等）+JRE
而JRE（Java Runtime Environment）：提供了Java程序运行的环境，包括JVM（Java虚拟机）和核心类库

2. 谈谈你对编程、编译、运行的理解

编程 ：程序员编写的源代码，就是.Java文件，.py文件
编译 ：机器只认识0011的机器语言，把.java,.c,.py的代码做转化让机器认识的过程
运行：让机器执行编译后的指令

3. 什么是字节码?采用字节码的好处是什么?

字节码 ：是介于java源代码和机器码之间的代码形式，也就是jvm可以理解的代码，是一种二进制代码，它只面向jvm虚拟机，比如说java的.class文件就是字节码文件
好处： 在一定程度上解决了传统解释型语言执行效率低的问题（有jit编译器；减少解释器对源代码的直接解析工作），同时又保留了解释型语言可移植的特点（只面向jvm）。采用字节码最大的优点就是，它不是只针对一种特定的机器，而是面向JVM虚拟机，比如Java 程序无须重新编译便可在多种不同操作系统的计算机上运行。同时它的效率也比较高（即时编译器（JIT）可以将字节码编译成高效的本地机器码）。

4. 为什么说java编译和解释并存

java从源代码到运行的过程，源代码->.java文件->javac编译->.class字节码文件->解释器（JIT（just-in-time compilation） 编译器，而 JIT 属于运行时编译），当一次编译过后，字节码对应的机器码就会被保留下来，下次可以直接使用->解释成机器可以理解的代码->运行，所以java既有编译型语言的特点，又有解释型语言的特征
补充：
编译型 ： 编译型语言 会通过编译器将源代码一次性翻译成可被该平台执行的机器码。一般情况下，编译语言的执行速度比较快，开发效率比较低。常见的编译性语言有 C、C++、Go、Rust 等等。
解释型 ： 解释型语言会通过解释器一句一句的将代码解释（interpret）为机器代码后再执行。解释型语言开发效率比较快，执行速度比较慢。常见的解释性语言有 Python、JavaScript、PHP 等等。

5. java中的注解有几种，分别是什么？

注释分为单行注释、多行注释和文档注释，主要是使我们可以看懂以前写过相对复杂的代码，或者就是进行团队开发时，便于他人理解你写的代码。

//     /* */            /**  */ 

6. 字符型常量和字符串常量

1. 字符型常量： 字符型常量是由单个字符组成的，用单引号括起来。例如：‘A’, ‘b’, '1’等。在内存中，字符型常量被表示为对应的 Unicode 编码值
2. 字符串常量： 字符串常量是由多个字符组成的，用双引号括起来。例如：“Hello”, "World"等。在内存中，字符串常量以字符数组的形式存在，并且每个字符都有一个对应的 Unicode 编码值，
区别如下：
1. 定义方式不同： 字符型常量使用单引号括起来，字符串常量使用双引号括起来。
2. 数据类型不同： 字符型常量属于 char 类型，字符串常量属于 String 类型。
3. 长度不同： 字符型常量只能包含一个字符，而字符串常量可以包含任意数量的字符。
4. 内存表示不同： 字符型常量在内存中占用 2 个字节，字符串常量在内存中以字符数组的形式存在。
5. 操作方法不同： 字符型常量可以进行一些基本的字符操作，如比较、转换大小写等；字符串常量则可以进行更复杂的字符串操作，如连接、截取、替换等。

7. 标识符和关键字的认识

标识符： 就是我们在编写程序时，要给大量的类、方法、变量取一个名字，简单说标识符就是名字
命名规则： 1、不能是关键字；2、不能以数字开头3、只能由数字、字母、下划线和美元符号($)或中元符号(￥)组成4、区分大小写
关键字： 就是java本身已经赋予了它特定的含义，只能用在指定的地方，关键字就是赋予特殊含义标识符

8. 泛型，类型擦除和泛型的原理

泛型定义： 泛型，即“参数化类型”。就是将类型由原来的具体的类型参数化，类似于方法中的变量参数，此时类型也定义成参数形式（类型形参），然后在使用/调用时传入具体的类型（类型实参）。
注意： 不能在静态方法、静态代码块等静态内容中使用泛型的类型参数。
通配符： 问号通配符 ? 表示未知类型。通配符可用于参数、字段、局部变量和返回类型。可以近似的理解为泛型的泛型。
上界限定通配符： <? extends E>，表示只接受E类型及其子类型。
下界限定通配符： <? super E>， 表示只接受E类型及其父类型。
泛型的原理： Java 语言的泛型采用的是擦除法实现的伪泛型，泛型信息（类型变量、参数化类型）编译之后通通被除掉了。
类型擦除： 泛型信息只存在于编译前，编译后的字节码中是不包含泛型中的类型信息的。因此，编译器在编译时去掉类型参数，叫做类型擦除。
未指定上界的泛型类型会以Object类型替换
已指定上界的泛型类型会以上界类型替换
泛型中extends和super的区别

1. <? extends T>表示包括T在内的任何T的⼦类
2. <? super T>表示包括T在内的任何T的⽗类

9. = = 和equals的了解和区别

1.类型：= = 是一个运算符，而 equals() 是一个方法。
2.比较对象：= = 比较的对象可以是基本类型也可以是引用类型，而equals()比较的是引用数据类型，不能比较基本数据类型，会报错
3.比较内容：= =针对基本类型时比较的是对象的值，针对引用类型比较的是对象的指向的内存地址是否相等。equals针对的比较对象是引用类型，重写后可以按照自己的方式进行比较。 在Java中Object对象是所有对象的父类，所以每个类都会有个equals的方法，如果你没有重写它那些它与==的效果是一样的，可以通过源代码查看。
总结： = =是一个运算符，用于比较两个对象的引用是否相同，即它们是否指向内存中的相同位置。
equals 是一个方法，通常在Object类中定义，它用于比较两个对象的内容是否相等。默认情况下，equals方法执行与= =相同的引用比较，但它可以被子类重写以提供自定义的相等性逻辑。

10. hashcode()和equals()方法的认识

equals()保证可靠性，而hashcode保证性能
equals 和 hashCode 都可用来判断两个对象是否相等，但是二者有区别
equals 可以保证比较对象是否是绝对相等，即「equals 保证可靠性」
hashCode 用来在最快的时间内判断两个对象是否相等，可能有「误判」，即「hashCode 保证性能」
两个对象 equals 为 true 时，要求 hashCode 也必须相等
两个对象 hashCode 为 true 时，equals 可以不等（如发生哈希碰撞时）
Hashcode： hashCode()的作用是获取哈希码，也称为散列码；它实际上是返回一个int整数。这个哈希码的作用是确定该对象在哈希表中的索引位置
为什么要有hashcode()?
对象加入HashSet时，HashSet会先计算对象的hashcode值来判断对象加入的位置，看该位置是否有值，如果没有、HashSet会假设对象没有重复出现。但是如果发现有值，这时会调用equals()方法来检查两个对象是否真的相同。如果两者相同，HashSet就不会让其假如操作成功。这样就大大减少了equals的次数，相应就大大提高了执行速度。
为什么需要同时重写 hashCode() 和 equals()?
当你尝试将对象添加到 HashSet、HashMap 等哈希的集合时，会首先调用对象的 hashCode() 方法来确定对象应该存储在哈希表中的哪个位置（桶位）。如果两个对象通过 equals() 方法比较相等，但它们的 hashCode() 方法返回不同的值，那么这些对象可能会被存储在不同的桶位中，这会导致集合中的行为不一致，比如无法正确地移除或查找元素。
因此，当你重写 equals() 方法时，也应该重写 hashCode() 方法，以确保 equals() 方法认为相等的对象具有相同的哈希码。
hashCode 的「误判」指的是什么
同一个对象的 hashCode 一定相等。
不同对象的 hashCode 也可能相等，这是因为 hashCode 是根据地址 hash 出来的一个 int 32 位的整型数字，相等是在所难免。

11. final关键字

1. final修饰类不能被继承；
2. 修饰方法，不能被重写；
3. 修饰成员变量：
   a. 如果final修饰的是类变量，只能在静态初始化块中指定初始值或者声明该类变量时指定初始值。
   b. 如果final修饰的是成员变量，可以在⾮静态初始化块、声明该变量时或者构造器中执⾏初始值。
   c. 修饰局部变量：
   系统不会为局部变量进⾏初始化，局部变量必须由程序员显示初始化。因此使⽤final修饰局部变量时，即可以在定义时指定默认值（后⾯的代码不能对变量再赋值），也可以不指定默认值，⽽在后⾯的代码 中对final变量赋初值（仅⼀次）
4. 修饰基本类型数据和引⽤类型数据：
   如果是基本数据类型的变量，则其数值⼀旦在初始化之后便不能更改；
   如果是引⽤类型的变量，则在对其初始化之后便不能再让其指向另⼀个对象，即地址值不能改变了，但是引⽤的值是可变，对象的值可以改变，比如说数组，不能将数组等于null，但是可以改变数组的值
   为什么局部内部类和匿名内部类只能访问局部final变量？
   ⾸先需要知道的⼀点是: 内部类和外部类是处于同⼀个级别的，内部类不会因为定义在⽅法中就会随着 ⽅法的执⾏完毕就被销毁。
   这⾥就会产⽣问题：当外部类的⽅法结束时，局部变量就会被销毁了，但是内部类对象可能还存在(只有 没有⼈再引⽤它时，才会死亡)。这⾥就出现了⼀个⽭盾：内部类对象访问了⼀个不存在的变量。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，这样当局部变量死亡后，内部类仍可以 访问它，实际访问的是局部变量的"copy"。这样就好像延⻓了局部变量的⽣命周期，将局部变量复制为内部类的成员变量时，必须保证这两个变量是⼀样的，也就是如果我们在内部类中修改了成员变量，⽅法中的局部变量也得跟着改变，怎么解决问题呢？
   就将局部变量设置为final，对它初始化后，我就不让你再去修改这个变量，就保证了内部类的成员变量和⽅法的局部变量的⼀致性。这实际上也是⼀种妥协。使得局部变量与内部类内建⽴的拷⻉保持⼀致。
   对于类、方法来说，为什么abstract关键字和final关键字不能同时使用？
   有抽象方法的abstract类被继承时，其中的方法必须被子类Override，而final不能被Override，互相矛盾。

12. 接口和抽象类的区别

1. 抽象类可以存在普通成员函数，而接口中只能存在public abstract方法。
2. 抽象类中的成员变量可以是各种类型的，而接口中的成员变量只能是public static final类型的。
3. 抽象类只能继承一个，接口可以实现多个。
   接口设计的目的是对类的行为进行约束，可以规定类必须有哪些行为，对其内部的具体实现不做要求，抽象类不一定具有抽象方法，有抽象方法的类一定是抽象类。
   抽象类则是代码的复用，当不同的类具有某些相同的⾏为(记为⾏为集合A)，且其中⼀部分⾏为的实现⽅式⼀致时(B)，可以让这些类都派⽣于⼀个抽象类。这个类中实现了B,避免让所有的⼦类来实现B，这就达到了代码复⽤的⽬的。对于A减B的这一部分，让子类去自己实现，正是因为A-B在这⾥没有实现，所以抽象类不允许实例化出来（否则当调⽤到A减B时，⽆法执⾏）。

举例：抽象类是对类本质的抽象，表达的是 is a 的关系，⽐如： BMW is a Car 。抽象类包含并实现⼦类的通⽤特性，将⼦类存在差异化的特性进⾏抽象，交由⼦类去实现。
⽽接⼝是对⾏为的抽象，表达的是 like a 的关系。⽐如： Bird like a Aircraft （像⻜⾏器⼀样可以⻜），但其本质上 is a Bird 。接⼝的核⼼是定义⾏为，即实现类可以做什么，⾄于实现类主体是谁、是如何实现的，接⼝并不关⼼。

13. List集合和Set集合的区别

● List：有序，按对象进⼊的顺序保存对象，可重复，允许多个Null元素对象，可以使⽤Iterator取出 所有元素，在逐⼀遍历，还可以使⽤get(int index)获取指定下标的元素
● Set：⽆序，不可重复，最多允许有⼀个Null元素对象，取元素时只能⽤Iterator接⼝取得所有元素，在逐⼀遍历各个元素

14. ArrayList和LinkedList的区别？

1. 底层实现
   ArrayList 是动态数组的数据结构实现
   LinkedList 是双向链表的数据结构实现
2. 操作效率
   查找：
   a. ArrayList按照下标查询的时间复杂度O(1)【内存是连续的，根据寻址公式】LinkedList不支持下标查询
   b. 查找（未知索引，知道值）：ArrayList需要遍历，链表也需要遍历，时间复杂度都是O(n)
   新增和删除：
   a. ArrayList尾部插入和删除，时间复杂度是O(1)；其他部分增删需要挪动数组，时间复杂度是O(n)
   b. LinkedList头尾节点增删时间复杂度是O(1)，其他都需要遍历链表，时间复杂度是O(n)
3. 内存空间
   1.ArrayList底层是数组，内存连续，节省内存
   2.LinkedList 是双向链表需要存储数据，和两个指针，更占用内存
4. 是否是线程安全
   ArrayList和LinkedList都不是线程安全的
   如果需要保证线程安全，有两种方案：
   1.在方法内使用，局部变量则是线程安全的
   2.使用线程安全的ArrayList和LinkedList
   
5. 另外ArrayList和LinkedList都实现了List接⼝，但是LinkedList还额外实现了Deque接⼝，所以LinkedList还可以当做队列来使⽤;

15. HashMap和HashTable有什么区别？其底层实现是什么？

区别 ：

1. HashMap⽅法没有synchronized修饰，线程⾮安全，HashTable线程安全；
2. HashMap允许key和value为null，⽽HashTable不允许
   底层实现： 数组+链表实现，jdk8开始链表⾼度到8、数组⻓度超过64，链表转变为红⿊树，元素以内部 类Node节点存在
   原理：
   ●计算key的hash值，⼆次hash然后对数组⻓度取模，对应到数组下标;
   ● 如果没有产⽣hash冲突(下标位置没有元素)，则直接创建Node存⼊数组;
   ●如果产⽣hash冲突，先进⾏equal⽐较，相同则取代该元素，不同，则判断链表⾼度插⼊链表，链表⾼度达到8，并且数组⻓度到64则转变为红⿊树，⻓度低于6则将红⿊树转回链表;
   ●key为null，存在于下标0的位置;

16. Jdk1.7到Jdk1.8 HashMap 发⽣了什么变化(底层)?

1. 1.7中底层是数组+链表，1.8中底层是数组+链表+红⿊树，加红⿊树的⽬的是提⾼HashMap插⼊和查询整体效率;
2. 1.7中链表插⼊使⽤的是头插法，1.8中链表插⼊使⽤的是尾插法，因为1.8中插⼊key和value时需要判断链表元素个数，所以需要遍历链表统计链表元素个数，所以正好就直接使⽤尾插法;
3. 1.7中哈希算法⽐较复杂，存在各种右移与异或运算，1.8中进⾏了简化，因为复杂的哈希算法的⽬的就是提⾼散列性，来提供HashMap的整体效率，⽽1.8中新增了红⿊树，所以可以适当的简化哈希算法，节省CPU资源;

17. HashMap的扩容机制原理？

1.7版本

1. 先⽣成新数组
2. 遍历⽼数组中的每个位置上的链表上的每个元素
3. 取每个元素的key，并基于新数组⻓度，计算出每个元素在新数组中的下标
4. 将元素添加到新数组中去
5. 所有元素转移完了之后，将新数组赋值给HashMap对象的table属性

1.8版本

1. 先⽣成新数组
2. 遍历⽼数组中的每个位置上的链表或红⿊树
3. 如果是链表，则直接将链表中的每个元素重新计算下标，并添加到新数组中去
4. 如果是红⿊树，则先遍历红⿊树，先计算出红⿊树中每个元素对应在新数组中的下标位置
   a. 统计每个下标位置的元素个数
   b. 如果该位置下的元素个数超过了8，则⽣成⼀个新的红⿊树，并将根节点的添加到新数组的对应
   位置
   c. 如果该位置下的元素个数没有超过8，那么则⽣成⼀个链表，并将链表的头节点添加到新数组的
   对应位置
5. 所有元素转移完了之后，将新数组赋值给HashMap对象的table属性

18. 基本数据类所占字节数

基本数据类型一共有4类8种
整型：字节byte（1）、short（2）、 int（4）、long（8）
浮点型：float（4）、double（8）
字符型：字符char（2）
布尔型：boolean并不是占用一个字节，具体要看虚拟机实现是否按照规范来，1个字节、4个字节都是有可能的，可能被编译成int类型。

19. 自动装箱和拆箱以及原理？

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；
从字节码中，我们发现装箱其实就是调用了 包装类的valueOf()方法，拆箱其实就是调用了 xxxValue()方法。
Integer i = 10 等价于 Integer i = Integer.valueOf(10)
int n = i 等价于 int n = i.intValue();
如果频繁拆装箱的话，也会严重影响系统的性能。我们应该尽量避免不必要的拆装箱操作

20. 数据类型的封装类，以及中间的区别

为了对基本数据类型进行更多方便的操作，java就针对每一种基本数据类型提供了对应的类类型，也就是基本数据类型相对应的封装类
区别：

1. 默认值：包装类不赋值的话默认为null，但是基本数据类型有默认值
2. 应用：包装类可以用于泛型，但是基本数据类型不可以，包装类还提供了一些列的方法可以使用
3. 性能：一般来说基本数据类型占用的内存小于包装类型
4. 存储方式：基本数据类型如果未被static修饰存在堆中，要是被statis修饰存放在栈中，但是引用数据类型存储在堆内存中
   局部变量（方法内部声明的变量）通常存储在Java虚拟机的栈中，而成员变量（类内部声明的变量）如果没有被static修饰，则存储在堆中。

21. 包装类型的缓存机制你了解吗？

Java 基本数据类型的包装类型的大部分都用到了缓存机制来提升性能。
Byte,Short,Integer,Long 这 4 种包装类默认创建了数值 [-128，127] 的相应类型的缓存数据
Character 创建了数值在 [0,127] 范围的缓存数据，Boolean 直接返回 True or False。

对于整型包装类之间的比较用equals()方法

22. String, StringBuffer 以及StringBuilder三者的区别

1. 可变性：首先他们都是被final修饰的类，都是不可被继承，不过从可变性上来说，String 我们刚刚说到了，是不可变的，而StringBuffer 和 StringBuilder 可变的，这是内部结构导致的，StringBuffer 和StringBuilder 内部放数据的数组没有被final修饰。
2. 安全性：
   String 不可变，是线程安全的
   StringBuilder 不是线程安全的，因为内部并没有使用任何的安全处理
   StringBuffer 是线程安全的，内部使用 synchronized 进行同步
3. 性能：StringBuilder和StringBuffer在内部维护了字符数组，可以直接在数组上进行修改，而String每次修改都会生成新的对象。StringBuilder和StringBuffer性能更好，但是StringBuilder它内部没有同步的机制，在单线程中的性能更好。

23. 谈谈你对String的了解？

String 被声明为 final，因此它不可被继承。在 Java 8 中，String 内部使用 char 数组存储数据，并且声明为 final，这意味着 value（数组名为value） 数组初始化之后就不能再引用其它数组，String 内部也没有改变 value 数组的方法，因此可以保证 String 不可变。
继续深挖 说说看不可变的好处？
可以从多方面回答，这里列举了几个：

1. 首先是不可变自然意味着安全，当String 作为参数引用的时候，不可变性可以保证参数不可变。
2. 其次是可以缓存 hash 值，实际上，我们开发的时候经常会用来当做map的key，不可变的特性可以使得 hash 值也不可变，因此只需要进行一次计算。
3. 最后自然是String Pool 的需要，如果一个 String 对象已经被创建过了，那么就会从 String Pool 中取得引用，而自然只有 String 是不可变的，才可能使用 String Pool。如果是可变的，那么 String Pool也就无法被设计出来了。

24. 方法有几种？什么是方法的返回值?

种类： 1.无参数无返回值；2.无参数有返回值；3.有参数无返回值；4.有参数有返回值
方法的返回值： 当我们执行完一个方法后返回的结果（前提是这个方法有返回值），我们可以拿这个方法的返回值去做其他的操作

25. 静态方法的特殊性？

1. 静态方法不能调用非静态成员
原因1： 静态方法属于类，在类加载的时候就已经为其分配内存，可以通过类名直接访问；而非静态成员属于实例对象，只有在对象实例化之后才存在，要通过类的实例化对象访问
原因2： 因此在类的非静态成员不存在的时候，类的静态成员就已经存在，因此调用在内存中还不存在的非静态成员是不合法的
2. 属于类，而不是对象
3. 静态方法可以直接使用类名+静态方法名调用，不会产生该类的对象
4. 当一个对象为null时，可以调用静态方法，但是调用实例方法时会出现空指针异常。

冲了，兄弟们！！！
未完… …