3
# 1.16 Java中的多态是怎么实现的？
参考答案
- 多态的实现离不开继承，在设计程序时，我们可以将参数的类型定义为父类型。
- 在调用程序时，则可以根据实际情况，传入该父类型的某个子类型的实例，这样就实现了多态。
- 对于父类型，可以有三种形式，即：
- 普通的类
- 抽象类
- 接口
- 对于子类型，则要根据它自身的特征，重写父类的某些方法，或实现抽象类/接口的某些抽象方法。
# 1.17 Java为什么是单继承，为什么不能多继承？
参考答案
首先，Java是单继承的，指的是Java中一个类只能有一个直接的父类。
Java不能多继承，则是说Java中一个类不能直接继承多个父类。
其次，Java在设计时借鉴了C++的语法，而C++是支持多继承的。
Java语言之所以摒弃了多继承的这项特征，是因为多继承容易产生混淆。
- 比如，两个父类中包含相同的方法时，子类在调用该方法或重写该方法时就会迷惑。
准确来说，Java是**可以实现"多继承"**的。因为尽管一个类只能有一个直接父类，但是却可以有任意多个间接的父类。这样的设计方式，避免了多继承时所产生的混淆。
# 1.18 说一说重写与重载的区别
参考答案
重载
- 发生在同一个类中，若多个方法之间方法名相同、参数列表不同，则它们构成重载的关系。
- 重载与方法的返回值以及访问修饰符无关，即重载的方法不能根据返回类型进行区分。
重写
- 发生在父类子类中，若子类方法想要和父类方法构成重写关系，则它的方法名、参数列表必须与父类方法相同。
- 另外，返回值要小于等于父类方法，抛出的异常要小于等于父类方法，访问修饰符则要大于等于父类方法。
- 还有，若父类方法的访问修饰符为private，则子类不能对其重写。
# 1.19 构造方法能不能重写？
参考答案
- 构造方法不能重写。
- 因为构造方法需要和类保持同名，而重写的要求是子类方法要和父类方法保持同名。
- 如果允许重写构造方法的话，那么子类中将会存在与类名不同的构造方法，这与构造方法的要求是矛盾的。
# 1.20 介绍一下Object类中的方法
参考答案
Object类提供了如下几个常用方法：
Class<?> getClass()：返回该对象的运行时类。
boolean equals(Object obj)：判断指定对象与该对象是否相等。
int hashCode()：返回该对象的hashCode值。在默认情况下，Object类的hashCode()方法根据该对象的地址来计算。但很多类都重写了Object类的hashCode()方法，不再根据地址来计算其hashCode()方法值。
String toString()：返回该对象的字符串表示，当程序使用System.out.println()方法输出一个对象，或者把某个对象和字符串进行连接运算时，系统会自动调用该对象的toString()方法返回该对象的字符串表示。Object类的toString()方法返回
运行时类名@十六进制hashCode值格式的字符串，但很多类都重写了Object类的toString()方法，用于返回可以表述该对象信息的字符串。另外，Object类还提供了
- wait()
- notify()
- notifyAll()这几个方法
- 通过这几个方法可以控制线程的暂停和运行。
Object类还提供了一个clone()方法，该方法用于帮助其他对象来实现“自我克隆”，所谓“自我克隆”就是得到一个当前对象的副本，而且二者之间完全隔离。由于该方法使用了protected修饰，因此它只能被子类重写或调用。
扩展阅读
Object类还提供了一个finalize()方法，当系统中没有引用变量引用到该对象时，垃圾回收器调用此方法来清理该对象的资源。并且，针对某一个对象，垃圾回收器最多只会调用它的finalize()方法一次。
注意，finalize()方法何时调用、是否调用都是不确定的，我们也不要主动调用finalize()方法。
从JDK9开始，这个方法被标记为不推荐使用的方法。
# 1.21 说一说hashCode()和equals()的关系
参考答案
==hashCode()==用于获取哈希码（散列码），==eauqls()==用于比较两个对象是否相等，它们应遵守如下规定：
- 如果两个对象相等，则它们必须有相同的哈希码。
- 如果两个对象有相同的哈希码，则它们未必相等。
扩展阅读
在Java中，Set接口代表无序的、元素不可重复的集合，HashSet则是Set接口的典型实现。
当向HashSet中加入一个元素时，它需要判断集合中是否已经包含了这个元素，从而避免重复存储。
- 由于这个判断十分的频繁，所以要讲求效率，绝不能采用遍历集合逐个元素进行比较的方式。
- 实际上，HashSet是通过获取对象的哈希码，以及调用对象的equals()方法来解决这个判断问题的。
HashSet首先会调用对象的hashCode()方法获取其哈希码，并通过哈希码确定该对象在集合中存放的位置。假设这个位置之前已经存了一个对象，则HashSet会调用**equals()**对两个对象进行比较。
- 若相等则说明对象重复，此时不会保存新加的对象。
- 若不等说明对象不重复，但是它们存储的位置发生了碰撞，此时HashSet会采用链式结构在同一位置保存多个对象，即将新加对象链接到原来对象的之后。之后，再有新添加对象也映射到这个位置时，就需要与这个位置中所有的对象进行equals()比较，若均不相等则将其链到最后一个对象之后。
# 1.22 为什么要重写hashCode()和equals()？
参考答案
Object类提供的equals()方法默认是用
==来进行比较的，也就是说只有两个对象是同一个对象时，才能返回相等的结果。而实际的业务中，我们通常的需求是，若两个不同的对象它们的内容是相同的，就认为它们相等。
- 鉴于这种情况，Object类中equals()方法的默认实现是没有实用价值的，所以通常都要重写。
由于hashCode()与equals()具有联动关系（参考“说一说hashCode()和equals()的关系”一题），所以equals()方法重写时，通常也要将hashCode()进行重写，使得这两个方法始终满足相关的约定。
# 1.23 ==和equals()有什么区别？
参考答案
==运算符：
- 作用于基本数据类型时，是比较两个数值是否相等；
- 作用于引用数据类型时，是比较两个对象的内存地址是否相同，即判断它们是否为同一个对象；
equals()方法：
- 没有重写时，Object默认以
==来实现，即比较两个对象的内存地址是否相同； - 进行重写后，一般会按照对象的内容来进行比较，若两个对象内容相同则认为对象相等，否则认为对象不等。
# 1.24 String类有哪些方法？
参考答案
String类是Java最常用的API，它包含了大量处理字符串的方法，比较常用的有：
- char charAt(int index)：返回指定索引处的字符；
- String substring(int beginIndex, int endIndex)：从此字符串中截取出一部分子字符串；
- String[] split(String regex)：以指定的规则将此字符串分割成数组；
- String trim()：删除字符串前导和后置的空格；
- int indexOf(String str)：返回子串在此字符串首次出现的索引；
- int lastIndexOf(String str)：返回子串在此字符串最后出现的索引；
- boolean startsWith(String prefix)：判断此字符串是否以指定的前缀开头；
- boolean endsWith(String suffix)：判断此字符串是否以指定的后缀结尾；
- String toUpperCase()：将此字符串中所有的字符大写；
- String toLowerCase()：将此字符串中所有的字符小写；
- String replaceFirst(String regex, String replacement)：用指定字符串替换第一个匹配的子串；
- String replaceAll(String regex, String replacement)：用指定字符串替换所有的匹配的子串。
注意事项
String类的方法太多了，你没必要都记下来，更不需要一一列举。面试时能说出一些常用的方法，表现出对这个类足够的熟悉就可以了。另外，建议你挑几个方法仔细看看源码实现，面试时可以重点说这几个方法。
# 1.25 String可以被继承吗？
参考答案
- String类由final修饰，所以不能被继承。
扩展阅读
在Java中，String类被设计为不可变类，主要表现在它保存字符串的成员变量是final的。
- Java 9之前字符串采用char[]数组来保存字符，即
private final char[] value； - Java 9做了改进，采用byte[]数组来保存字符，即
private final byte[] value；
之所以要把String类设计为不可变类，主要是出于安全和性能的考虑，可归纳为如下4点。
- 由于字符串无论在任何 Java 系统中都广泛使用，会用来存储敏感信息，如账号，密码，网络路径，文件处理等场景里，保证字符串 String 类的安全性就尤为重要了，如果字符串是可变的，容易被篡改，那我们就无法保证使用字符串进行操作时，它是安全的，很有可能出现 SQL 注入，访问危险文件等操作。
- 在多线程中，只有不变的对象和值是线程安全的，可以在多个线程中共享数据。由于 String 天然的不可变，当一个线程”修改“了字符串的值，只会产生一个新的字符串对象，不会对其他线程的访问产生副作用，访问的都是同样的字符串数据，不需要任何同步操作。
- 字符串作为基础的数据结构，大量地应用在一些集合容器之中，尤其是一些散列集合，在散列集合中，存放元素都要根据对象的
hashCode()方法来确定元素的位置。由于字符串hashcode属性不会变更，保证了唯一性，使得类似 HashMap，HashSet 等容器才能实现相应的缓存功能。由于 String 的不可变，避免重复计算hashcode，只要使用缓存的hashcode即可，这样一来大大提高了在散列集合中使用 String 对象的性能。 - 当字符串不可变时，==字符串常量池==才有意义。字符串常量池的出现，可以减少创建相同字面量的字符串，让不同的引用指向池中同一个字符串，为运行时节约很多的堆内存。若字符串可变，字符串常量池失去意义，基于常量池的
String.intern()方法也失效，每次创建新的字符串将在堆内开辟出新的空间，占据更多的内存。
因为要保证String类的不可变，那么将这个类定义为final的就很容易理解了。如果没有final修饰，那么就会存在String的子类，这些子类可以重写String类的方法，强行改变字符串的值，这便违背了String类设计的初衷。
# 1.26 说一说String和StringBuffer有什么区别
参考答案
==String==类是不可变类，即一旦一个String对象被创建以后，包含在这个对象中的字符序列是不可改变的，直至这个对象被销毁。
==StringBuffer==对象则代表一个字符序列可变的字符串，当一个StringBuffer被创建以后，通过StringBuffer提供的
- append()
- insert()
- reverse()
- setCharAt()
- setLength()
- 等方法可以改变这个字符串对象的字符序列。
- 一旦通过StringBuffer生成了最终想要的字符串，就可以调用它的toString()方法将其转换为一个String对象。
# 1.27 说一说StringBuffer和StringBuilder有什么区别
参考答案
StringBuffer、StringBuilder都代表可变的字符串对象，它们有共同的父类
AbstractStringBuilder，并且两个类的构造方法和成员方法也基本相同。不同的是，StringBuffer是线程安全的，而StringBuilder是非线程安全的，所以StringBuilder性能略高。一般情况下，要创建一个内容可变的字符串，建议优先考虑StringBuilder类。
# 1.28 使用字符串时，new和""推荐使用哪种方式？
参考答案
先看看 "hello" 和 new String("hello") 的区别：
当Java程序直接使用
"hello"的字符串直接量时，JVM将会使用常量池来管理这个字符串；当使用
new String("hello")时，JVM会先使用常量池来管理"hello"直接量，再调用String类的构造器来创建一个新的String对象，新创建的String对象被保存在堆内存中。显然，采用new的方式会多创建一个对象出来，会占用更多的内存，所以一般建议使用直接量的方式创建字符串。
# 1.29 说一说你对字符串拼接的理解
参考答案
拼接字符串有很多种方式，其中最常用的有4种，下面列举了这4种方式各自适合的场景。
+运算符：如果拼接的都是字符串直接量，则适合使用+运算符实现拼接；- StringBuilder：如果拼接的字符串中包含变量，并不要求线程安全，则适合使用StringBuilder；
- StringBuffer：如果拼接的字符串中包含变量，并且要求线程安全，则适合使用StringBuffer；
- String类的concat方法：如果只是对两个字符串进行拼接，并且包含变量，则适合使用concat方法；
扩展阅读
采用 + 运算符拼接字符串时：
- 如果拼接的都是字符串直接量，则在编译时编译器会将其直接优化为一个完整的字符串，和你直接写一个完整的字符串是一样的，所以效率非常的高。
- 如果拼接的字符串中包含变量，则在编译时编译器采用StringBuilder对其进行优化，即自动创建StringBuilder实例并调用其append()方法，将这些字符串拼接在一起，效率也很高。但如果这个拼接操作是在循环中进行的，那么每次循环编译器都会创建一个StringBuilder实例，再去拼接字符串，相当于执行了
new StringBuilder().append(str)，所以此时效率很低。
采用StringBuilder/StringBuffer拼接字符串时：
- StringBuilder/StringBuffer都有==字符串缓冲区==，缓冲区的容量在创建对象时确定，并且默认为16。当拼接的字符串超过缓冲区的容量时，会触发缓冲区的扩容机制，即缓冲区加倍。
- 缓冲区频繁的扩容会降低拼接的性能，所以如果能提前预估最终字符串的长度，则建议在创建可变字符串对象时，放弃使用默认的容量，可以指定缓冲区的容量为预估的字符串的长度。
采用String类的concat方法拼接字符串时：
- concat方法的拼接逻辑是，先创建一个足以容纳待拼接的两个字符串的字节数组，然后先后将两个字符串拼到这个数组里，最后将此数组转换为字符串。
- 在拼接大量字符串的时候，concat方法的效率低于StringBuilder。但是只拼接2个字符串时，concat方法的效率要优于StringBuilder。并且这种拼接方式代码简洁，所以只拼2个字符串时建议优先选择concat方法。
# 1.30 两个字符串相加的底层是如何实现的？
参考答案
如果拼接的都是字符串直接量，则在编译时编译器会将其直接优化为一个完整的字符串，和你直接写一个完整的字符串是一样的。
如果拼接的字符串中包含变量，则在编译时编译器采用StringBuilder对其进行优化，即自动创建StringBuilder实例并调用其append()方法，将这些字符串拼接在一起。
# 1.31 String a = "abc"; ，说一下这个过程会创建什么，放在哪里？
参考答案
- JVM会使用常量池来管理字符串直接量。在执行这句话时，JVM会先检查常量池中是否已经存有"abc"，
- 若没有则将"abc"存入常量池，
- 否则就复用常量池中已有的"abc"，将其引用赋值给变量a。
# 1.32 new String("abc") 是去了哪里，仅仅是在堆里面吗？
参考答案
- 在执行这句话时，JVM会先使用常量池来管理字符串直接量，即将"abc"存入常量池。
- 然后再创建一个新的String对象，这个对象会被保存在堆内存中。
- 并且，堆中对象的数据会指向常量池中的直接量。
# 1.33 接口和抽象类有什么区别？
参考答案
从设计目的上来说，二者有如下的区别：
==接口==体现的是一种规范。
- 对于接口的实现者而言，接口规定了实现者必须向外提供哪些服务；
- 对于接口的调用者而言，接口规定了调用者可以调用哪些服务，以及如何调用这些服务。
- 当在一个程序中使用接口时，接口是多个模块间的耦合标准；
- 当在多个应用程序之间使用接口时，接口是多个程序之间的通信标准。
==抽象类==体现的是一种模板式设计。
- 抽象类作为多个子类的抽象父类，可以被当成系统实现过程中的中间产品，这个中间产品已经实现了系统的部分功能，但这个产品依然不能当成最终产品，必须有更进一步的完善，这种完善可能有几种不同方式。
从使用方式上来说，二者有如下的区别：
- 接口里只能包含抽象方法、静态方法、默认方法和私有方法，不能为普通方法提供方法实现；
- 抽象类则完全可以包含普通方法。
- 接口里只能定义静态常量，不能定义普通成员变量；
- 抽象类里则既可以定义普通成员变量，也可以定义静态常量。
- 接口里不包含构造器；
- 抽象类里可以包含构造器，抽象类里的构造器并不是用于创建对象，而是让其子类调用这些构造器来完成属于抽象类的初始化操作。
- 接口里不能包含初始化块；
- 但抽象类则完全可以包含初始化块。
- 一个类最多只能有一个直接父类，包括抽象类；
- 但一个类可以直接实现多个接口，通过实现多个接口可以弥补Java单继承的不足。
扩展阅读
接口和抽象类很像，它们都具有如下共同的特征：
- 接口和抽象类都不能被实例化，它们都位于继承树的顶端，用于被其他类实现和继承。
- 接口和抽象类都可以包含抽象方法，实现接口或继承抽象类的普通子类都必须实现这些抽象方法。
# 1.34 接口中可以有构造函数吗？
参考答案
- 由于接口定义的是一种规范，因此接口里不能包含：
- 构造器
- 初始化块定义。
- 接口里可以包含：
- 成员变量（只能是静态常量）
- 方法（只能是抽象实例方法、类方法、默认方法或私有方法）
- 内部类（包括内部接口、枚举）定义。
# 1.35 谈谈你对面向接口编程的理解
参考答案
- 接口体现的是一种规范和实现分离的设计哲学，充分利用接口可以极好地降低程序各模块之间的耦合，从而提高系统的可扩展性和可维护性。
- 基于这种原则，很多软件架构设计理论都倡导“面向接口”编程，而不是面向实现类编程，希望通过面向接口编程来降低程序的耦合。