Java基础

1. Java语言特性

1.1 面向对象的特性

封装：将数据和操作数据的方法绑定在一起，对外部隐藏对象的具体实现细节
继承：允许创建一个类作为另一个类的基础，继承父类的属性和方法
多态：同一个操作作用于不同的对象，可以有不同的解释和执行结果

示例代码：

// 封装示例
public class Student {
    private String name;    // 私有属性
    private int age;
    
    // 公共方法访问私有属性
    public String getName() {
        return name;
    }
    
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}
 
// 继承示例
public class Person {
    protected String name;
    
    public void eat() {
        System.out.println("Person eating");
    }
}
 
public class Student extends Person {
    private int studentId;
    
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("Student eating");
    }
}

1.2 Java平台特性

跨平台性：Write Once, Run Anywhere
安全性：沙箱安全机制、字节码验证
简单性：相比C++去除了指针、运算符重载等复杂特性

2. 基本数据类型

2.1 八种基本数据类型

整型：byte(8位)、short(16位)、int(32位)、long(64位)
浮点型：float(32位)、double(64位)
字符型：char(16位)
布尔型：boolean

// 基本数据类型示例
public class DataTypeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        byte b = 127;
        short s = 32767;
        int i = 2147483647;
        long l = 9223372036854775807L;
        
        float f = 3.14f;
        double d = 3.14159265359;
        
        char c = 'A';
        boolean bool = true;
    }
}

2.2 包装类型

每个基本类型都有对应的包装类型
自动装箱和拆箱机制

Integer num = 100;    // 自动装箱
int n = num;          // 自动拆箱

3. 面试常考题

3.1 基本数据类型和包装类型的区别？

存储位置
- 基本数据类型：存储在栈中
- 包装类型：存储在堆中
默认值
- 基本数据类型：有默认值（如int为0）
- 包装类型：默认值为null
比较方式
- 基本数据类型：使用==比较值
- 包装类型：使用equals()比较值，==比较引用

3.2 String类的不可变性是什么？

String类的不可变性体现在：

String类被final修饰，不能被继承
内部的char数组被private final修饰
不提供修改内部数组的方法

// String不可变性示例
String str = "Hello";
str = str + " World";    // 实际上创建了新的String对象

3.3 ==和equals的区别？

==
- 比较基本数据类型：比较值
- 比较引用类型：比较引用（内存地址）
equals()
- Object类的equals()方法默认与==相同
- String等类重写了equals()方法，比较内容

String str1 = new String("Hello");
String str2 = new String("Hello");
 
System.out.println(str1 == str2);         // false
System.out.println(str1.equals(str2));    // true

4. 最佳实践

合理使用基本类型和包装类型
- 频繁使用的小数据，优先使用基本类型
- 需要存储null或使用泛型时，使用包装类型
String操作优化
- 大量字符串拼接时使用StringBuilder
- 多线程环境下使用StringBuffer
避免可变性带来的问题
- 重要的可变对象考虑深拷贝
- 注意对象作为HashMap键时的不可变性

// 字符串拼接最佳实践
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    sb.append("item").append(i);
}
String result = sb.toString();

5. 反射机制

5.1 什么是反射？

反射机制允许程序在运行时获取任何类的内部信息，并能直接操作任意对象的内部属性及方法。

// 反射示例
public class ReflectionDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 获取类的Class对象
        Class<?> clazz = Class.forName("com.example.Student");
        
        // 创建实例
        Object obj = clazz.newInstance();
        
        // 获取方法并调用
        Method method = clazz.getMethod("setName", String.class);
        method.invoke(obj, "张三");
    }
}

5.2 反射的应用场景

框架开发
- Spring的依赖注入
- MyBatis的对象映射
- JUnit的测试用例加载
动态代理
- AOP面向切面编程
- RPC远程调用

6. 注解

6.1 什么是注解？

注解是一种代码级别的说明，可以对程序做出解释或者指示。

// 自定义注解示例
@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Test {
    String value() default "";
}
 
// 使用注解
public class TestDemo {
    @Test("测试方法")
    public void testMethod() {
        // 测试代码
    }
}

6.2 元注解有哪些？

@Target：注解的作用目标
@Retention：注解的生命周期
@Documented：注解是否包含在JavaDoc中
@Inherited：注解是否可以被继承

7. 泛型

7.1 什么是泛型？为什么要使用泛型？

泛型提供了编译时类型安全检测机制，可以在编译时检测到非法的类型。

// 泛型类示例
public class Box&lt;T&gt; {
    private T t;
    
    public void set(T t) {
        this.t = t;
    }
    
    public T get() {
        return t;
    }
}
 
// 使用泛型类
Box&lt;String&gt; stringBox = new Box&lt;&gt;();
stringBox.set("Hello World");

7.2 泛型通配符

上界通配符 <? extends Type>
- 用于限制泛型类型的上界
- 只能读取，不能写入
下界通配符 <? super Type>
- 用于限制泛型类型的下界
- 可以写入，读取时只能用Object接收

8. 异常处理

8.1 异常体系结构

Throwable
- Error：严重错误，程序无法处理
- Exception：可以被程序处理的异常

// 异常处理示例
public class ExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 可能抛出异常的代码
            int result = divide(10, 0);
        } catch (ArithmeticException e) {
            // 处理异常
            System.out.println("除数不能为0");
        } finally {
            // 清理资源
            System.out.println("finally块总是执行");
        }
    }
    
    public static int divide(int a, int b) {
        return a / b;
    }
}

8.2 受检异常和非受检异常的区别？

受检异常（Checked Exception）
- 必须显式处理或声明抛出
- 代表可以恢复的异常情况
- 如：IOException、SQLException
非受检异常（Unchecked Exception）
- 不需要显式处理或声明
- 代表编程错误
- 如：NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException

Java概述集合框架