面試官常問的 Java 基礎題（三）

21.java 中實現多態的機制是什麼？

多態就是指一個引用變量倒底會指向哪個類的實例對象，該引用變量發出的方法調用到底是哪個類中實現的方法，必須在由程序運行期間才能決定。

因爲在程序運行時才確定具體的類，這樣，不用修改源程序代碼，就可以讓引用變量綁定到各種不同的類實現上，從而導致該引用調用的具體方法隨之改變，即不修改程序代碼就可以改變程序運行時所綁定的具體代碼，讓程序可以選擇多個運行狀態，這就是多態性。

特點：

• 指向子類的父類引用由於向上轉型了，它只能訪問父類中擁有的方法和屬性，而對於子類中存在而父類中不存在的方法，該引用是不能使用的，儘管是重載該方法。

• 若子類重寫了父類中的某些方法，在調用該些方法的時候，必定是使用子類中定義的這些方法（動態連接、動態調用）。

Java實現多態有三個必要條件：繼承、重寫、向上轉型。

Java提供了編譯時多態和運行時多態兩種多態機制。編譯時多態是通過方法重載實現的，運行時多態是通過方法的覆蓋實現的。

在方法覆蓋中，子類可以覆蓋父類的方法，因此同類的方法會在父類與子類中有着不同的表現形式。

在Java語言中，基類的引用變量不僅可以指向基類的實例對象，也可以指向其子類中的實例對象。同樣，接口中的引用變量也可以指向其實現類的實例對象。而程序調用的方法在運行時期才動態綁定（綁定是指將一個方法調用和一個方法主體聯繫在一起），綁定的是引用變量所指向的具體實例對象的方法，也就是內存中正在運行的那個對象的方法，而不是引用變量的類型中定義的方法。通過這種動態綁定實現了多態。由於只有在運行時才能確定調用哪個方法，因此通過方法覆蓋實現的多態也可以被稱爲運行時多態。

java 中實現多態的機制，靠的是父類或接口定義的引用變量可以指向子類或具體實現類的實例對象，而程序調用的方法就是引用所指向的具體實例對象的方法，也就是內存里正在運行的那個對象的方法，而不是引用變量的類型中定義的方法。

22.抽象類 和 接口 有什麼區別?

抽象類	接口
單一繼承	多重實現
有構造方法，不可被實例化	沒有構造方法，不可繼承，可實現
有普通成員變量	沒有普通成員變量
可包含非抽象的普通方法	不可包含非抽象的普通方法
抽象方法的訪問類型可以是 public，protected 和 默認類型	抽象方法只能是 public 類型的，並且默認即爲 public abstract 類型
可以包含靜態方法	不可以包含靜態方法
抽象類在代碼實現方面發揮作用，可以實現代碼的重用	接口更多的是在系統架構設計方法發揮作用，主要用於定義模塊之間的通信契約。

抽象類： 含有 abstract 修飾符的類即爲抽象類， 抽象類不能創建的實例對象。
抽象類中的方法不一定是抽象方法，但有抽象方法的類一定是抽象類。
抽象類中定義抽象方法必須在具體子類中實現，所以，不能有抽象構造方法或抽象靜態方法。
如果子類沒有實現抽象父類中的所有抽象方法，那麼子類也必須定義爲 abstract 類型。

接口： （interface）可以說成是抽象類的一種特例，接口中的所有方法都必須是抽象的。接口 中的方法定義默認爲 public abstract 類型，接口中的成員變量類型默認爲 public static final。

• 語法區別：

1. 抽象類可以有構造方法，接口中不能有構造方法。
2. 抽象類中可以有普通成員變量，接口中沒有普通成員變量
3. 抽象類中可以包含非抽象的普通方法，接口中的所有方法必須都是抽象的，不能有非抽象的普通方法。
4. 抽象類中的抽象方法的訪問類型可以是 public，protected 和 默認類型，但接口中的抽象方法只能是 public 類型的，並且默認即爲 public abstract 類型。
5. 抽象類中可以包含靜態方法，接口中不能包含靜態方法
6. 抽象類和接口中都可以包含靜態成員變量，抽象類中的靜態成員變量的訪問類型可以任意，但接口中定義的變量只能是 public static 類型，並且默認即爲 public static 類型。
7. 一個類可以實現多個接口，但只能繼承一個抽象類。

• 在應用上的區別：

1. 接口更多的是在系統架構設計方法發揮作用，主要用於定義模塊之間的通信契約。
   而抽象類在代碼實現方面發揮作用，可以實現代碼的重用，

   例如：

   模板方法設計模式是抽象類的一個典型應用，假設某個項目的所有 Servlet 類都要用相同的方式進行權限判斷、記錄訪問日誌和處理異常，那麼就可以定義一個抽象的基類，讓所有的 Servlet 都繼承這個抽象基類，在抽象基類的 service 方法中完成權限判斷、記錄訪問日誌和處理異常的代碼，在各個子類中只是完成各自的業務邏輯代碼，
   僞代碼如下：
   
   父類方法中間的某段代碼不確定，留給子類編寫，就用模板方法設計模式。

   這道題的思路是先從總體解釋抽象類和接口的基本概念，然後再比較兩者的語法細節，

   比較兩者語法細節區別的步驟是：
   先從一個類中的構造方法、普通成員變量和方法（包括抽象方法） ，靜態變量和方法，繼承性等 6 個方面逐 一去比較回答，接着從第三者繼承的角度的回答，特別是最後用了一個典型的例子來展現自己深厚的技術功底。

23.抽象方法是否可同時是 static,是否可同時是 native，是否可同時是 synchronized?

抽象方法不可是 static；
抽象方法不可是 native；
抽象方法不可是 synchronized。

抽象方法不可以是 static 的 ，因爲抽象的方法是要被子類實現的，而 static 與子類扯不上關係!

抽象方法不可以是 native 的 ，native 方法表示該方法要用另外一種依賴平臺的編程語言實現的（多語言），不存在着被子類實現的問題。（沒有實踐過）
例如，File Out put Steam 類要硬件打交道，底層的實現用的是操作系統相關的 api 實現，
例如，在 windows 用 c 語言 實現的。
所以，查看 jdk 的源代碼，可以發現 FileOutputStream 的 open 方法的定義如下：

如果我們要用 java 調用別人寫的 c 語言函數，我們是無法直接調用的，我們需要按照 java 的要求寫一個 c 語言的函數，又我們的 這個 c 語言函數去調用別人的 c 語言函數。
由於我們的 c 語言函數是按 java 的要求來寫的，我們這個 c 語言函數就可以與 java 對接上， java 那邊的對接方式就是定義出與我們這個 c 函數相對應的方法，java 中對應的方法不需要寫具體的代碼，但需要在前面聲明 native。

抽象方法不可以是 synchronized 的 ，關於 synchronized 與 abstract 合用的問題，我覺得也不行，因爲在我幾年的學習和開發中，從來沒見到過這種情況，並且我覺得 synchronized 應該是作用在一個具體的方法上纔有意義。

24.什麼是內部類？

內部類：一個類的內部定義的類，內部類中不能定義靜態成員。

（我想可能是既然靜態成員類似 c 語言的全局變量，而內部類通常是用於創建內部對象用的，所以，把“全局變量”放在內部類中就是毫無意義的事情，既然是毫無意義的事情，就應該被禁止） ，
內部類可以直接訪問外部類中的成員變量，內部類可以定義在外部類的方法外面，也可以定義在外部類的方法體中，
如下所示：

在方法體外面定義的內部類的訪問類型可以是 public、protecte、friendly，private 等 4 種類型，這就好像類中定義的成員變量有 4 種訪問類型一樣，它們決定這個內部類的定義對其他類是否可見；對於這種情況，我們也可以在外面創建內部類的實例對象，創建內部類的實例對象時，一定要先創建外部類的實例對象，然後用這個外部類的實例對象去創建內部類的實例對象，
代碼如下：

在方法內部定義的內部類前面不能有訪問類型修飾符，就好像方法中定義的局部變量一樣，但這種內部類的前面可以使用 final 或 abstract 修飾符。
這種內部類對其他類是不可見的其他類無法引用這種內部類，但是這種內部類創建的實例對象可以傳遞給其他類訪問。
這種內部類必須是先定義，後使用，即內部類的定義代碼必須出現在使用該類之前，這與方法中的局部變量必須先定義後使用的道理 也是一樣的。
這種內部類可以訪問方法體中的局部變量，但是，該局部變量前必須加 final 修飾符。

對於這些細節，只要在 eclipse 寫代碼試試，根據開發工具提示的各類錯誤信息就可以馬上瞭解到。
在方法外部定義的內部類前面可以加上 static 關鍵字，從而成爲靜態內部類，或者叫 StaticNestedClass。StaticNestedClass 與普通類在運行時的行爲和功能上沒有什麼區別，只是在編程引用時的語法上有一些差別，它可以定義成 public、protected、默認的、private 等多種類型，而普通類只能定義成 public 和默認的這兩種類型。在外面引用 StaticNestedClass 類的名稱爲“外部類名.內部類名”。在 外面不需要創建外部類的實例對象，就可以直接創建 StaticNestedClass，
例如，
假設 Inner 是定義在 Outer 類中的 StaticNestedClass， 那麼可以使用如下語句創建 Inner 類：

由於 staticNestedClass 不依賴於外部類的實例對象，所以，staticNestedClass 能訪問外部類的非 static 成員變量。當在外部類中訪 問 StaticNestedClass 時，可以直接使用 StaticNestedClass 的名字，而不需要加上外部類的名字了，在 StaticNestedClass 中也可以直接 引用外部類的 static 的成員變量，不需要加上外部類的名字。

最後，在方法體內部還可以採用如下語法來創建一種匿名內部類，即定義某一接口或類的子類的同時，還創建了該子類的實例對
象，無需爲該子類定義名稱：

備註：
首先根據你的印象說出你對內部類的總體方面的特點：
例如，在兩個地方可以定義，可以訪問外部類的成員變量，不能定義靜態成員，這是大的特點。
然後再說一些細節方面的知識，例如，幾種定義方式的語法區別，靜態內部類，以及匿名內部類。

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25.內部類可以引用他包含類的成員嗎？有沒有什麼限制？

內部類可以引用他包含類的成員
如果不是靜態內部類，那沒有什麼限制！
如果你把靜態嵌套類當作內部類的一種特例，那在這種情況下不可以訪問外部類的普通成員變量，而只能訪問外部類中的靜態成員。

例如，下面的代碼：

靜態內部類能否訪問外部類的成員？

靜態內部類裏面不可以調用外部類的非靜態方法，因爲外部類的非靜態方法是需要創建外部類對象才能調用的，而靜態內部類是不需要外部類對象就可以得到的。

靜態內部類通過 new 外部類().成員 的方式訪問外部類的非靜態成員，代碼驗證如下：

26.靜態嵌套類 (Static Nested Class) 和 內部類(Inner Class) 的區別。

靜態嵌套類不依賴外部類實例被實例化，內部類需要在外部類實例化後才能實例化。

什麼是嵌套類及內部類?
可以在一個類的內部定義另一個類, 這種類稱爲嵌套類(nested classes),它有兩種類型 ：靜態嵌套類 和 非靜態嵌套類。
靜態嵌套類使用很少, 最重要的是 非靜態嵌套類, 也被稱爲內部類(inner)。
嵌套類從JDK1.1開始引入.其中 inner 類又可分爲三種:

• 在一個類(外部類)中直接定義的內部類；
• 在一個方法(外部類的方法)中定義的內部類;
• 匿名內部類.

27.匿名內部類(Anonymous Inner Class）是否可以 extends(繼承)其它類，是否可以 implements(實現)interface(接口)?

匿名內部類可以繼承其他類，也可以實現其他接口。

28.String 是最基本的數據類型嗎?

String 不是最基本的數據類型

基本數據類型包括 byte、short、int、long、double、float、char、boolean。

29.String s = “Hello”;s = s + " world!";這兩行代碼執行後，原始的String 對象中的內容到底變了沒有？

沒有。

String 是不可變(immutable)類，它的所有對象都是不可變對象。

在這段代碼中，s 原先指向一個 String 對象，內容是 “Hello”，然後我們對 s 進行了+操作，那麼 s 所指向的那個對象是否發生了改變呢？答案是沒有。
這時，s 不指向原來那個對象了，而指向了另一個 String 對象，內容爲"Helloworld!"，原來那個對象還存在於內存之中，只是 s 這個引用變量不再指向它了。
通過上面的說明，我們很容易導出另一個結論，如果經常對字符串進行各種各樣的修改，或者說，不可預見的修改，那麼使用 String 來代表字符串的話會引起很大的內存開銷。因爲 String 對象建立之後不能再改變，所以對於每一個不同的字符串，都需要一個 String 對象來表示。這時，應該考慮使用 StringBuffer 類，它允許修改，而不是每個不同的字符串都要生成一個新的對象。 並且，這兩種類的對象轉換十分容易。
同時，我們還可以知道，如果要使用內容相同的字符串，不必每次都 new 一個 String。

後者每次都會調用構造器，生成新對象，性能低下且內存開銷大，並且沒有意義，因爲 String 對象不可改變，所以對於內容相 同的字符串，只要一個 String 對象來表示就可以了。也就說，多次調用上面的構造器創建多個對象，他們的 String 類型屬性 s 都指向同一個對象。

上面的結論還基於這樣一個事實：
對於字符串常量，如果內容相同，Java 認爲它們代表同一個 String 對象。而用關鍵字 new 調用構造器，總是會創建一個新的對象，無論內容是否相同。 至於爲什麼要把 String 類設計成不可變類，是它的用途決定的。其實不只 String，很多 Java 標準類庫中的類都是不可變的。在 開發一個系統的時候，我們有時候也需要設計不可變類，來傳遞一組相關的值，這也是面向對象思想的體現。
不可變類有一些優點，比如因爲它的對象是隻讀的，所以多線程併發訪問也不會有任何問題。當然也有一些缺點，比如每個不同的狀態都要一 個對象來代表，可能會造成性能上的問題。所以 Java 標準類庫還提供了一個可變版本，即 StringBuffer。

30.是否可以繼承 String 類?

String 類是 final 類故不可以繼承。