Java对象、类、接口——针对实习面试

Java对象、类、接口

你知道类和对象的区别吗？

1. 定义：

   • 类：类是一个蓝图或模板，它定义了一类对象的属性（成员变量）和方法（成员函数）。类描述了对象的行为和状态，但不占用内存空间。
   • 对象：对象是根据类创建的实例，是类的具体化。每个对象都拥有自己的内存空间，并且包含类定义的所有属性和方法。

2. 实例化：

   • 类：类不能直接使用，需要通过实例化过程创建对象。
   • 对象：对象是类的实例，可以直接创建和使用。

3. 代码与数据的结合：

   • 类：类是代码和数据的结合，它封装了数据和操作数据的方法。
   • 对象：对象是类的实例，包含了实际的数据和可以操作这些数据的方法。

4. 唯一性：

   • 类：一个类可以被看作是一个模板，它是唯一的，不会因创建多个对象而改变。
   • 对象：每个对象都是独一无二的，即使它们来自同一个类，每个对象的状态（属性值）也可以不同。

简而言之，类是创建对象的模板，而对象是类的具体实例，具有类定义的所有属性和行为。类定义了对象的结构和行为，对象则体现了类的实体和状态。

抽象类和接口有什么共同点？

1. 不能被实例化：

   • 抽象类和接口都不能直接实例化。你不能创建一个抽象类或接口类型的对象。

2. 包含抽象方法：

   • 它们都可以包含抽象方法，这些方法只有声明没有实现，目的是让子类或实现类去具体实现这些方法。

抽象类和接口有什么区别？

1. 继承和实现：

   • 一个类只能继承一个抽象类，但可以实现多个接口。
   • 使用extends关键字来继承抽象类，使用implements关键字来实现接口。

2. 成员变量：

   • 抽象类可以有实例变量、静态变量和常量。
   • 接口中只能有静态常量（Java 8之前）或默认方法和静态方法（Java 8及以后）。

3. 方法实现：

   • 抽象类可以包含非抽象方法，即具体实现的方法。
   • 接口中的所有方法默认都是抽象的，但在Java 8及以后的版本中，接口可以包含默认方法（有默认实现的方法）和静态方法。

4. 访问修饰符：

   • 抽象类中的成员可以是private、protected、public等。
   • 接口中的成员在Java 8之前默认是public static final的，方法默认是public abstract的。从Java 9开始，接口字段默认是private的，但可以通过public、protected、private显式指定。

5. 设计目的：

   • 抽象类用于表示具有共同属性和方法的一组特定类型，它们之间通常存在“是一个”（is-a）的关系。
   • 接口用于定义类必须遵循的协议或行为规范，它们之间存在“实现”（implements）的关系。

6. 方法体：

   • 抽象类中可以有方法的实现（具体方法）。
   • 接口中的方法在Java 8之前都是没有实现的，但从Java 8开始，接口可以有默认方法和静态方法的实现。

说一下面向对象的三大特征及其特点？

面向对象编程（OOP）的三大特征是封装（Encapsulation）、继承（Inheritance）和多态（Polymorphism）。

1. 封装（Encapsulation）：

   • 定义：封装是将数据（属性）和操作数据的方法（行为）捆绑在一起的编程技术，它隐藏了对象的内部状态和复杂性，只暴露出对象的接口。
   • 特点：
     • 数据隐藏：通过访问修饰符（如private）保护对象的内部状态，防止外部直接访问和修改。
     • 接口暴露：通过公共方法（如getter和setter）提供对内部状态的访问和修改。
     • 实现细节隐藏：对象的内部实现对使用者是透明的，提高了代码的安全性和易用性。

2. 继承（Inheritance）：

   • 定义：继承是一种创建新类的方式，新类（子类或派生类）可以继承现有类（父类或基类）的属性和方法，允许代码复用。
   • 特点：
     • 代码复用：子类可以继承父类的代码，减少了重复代码的编写。
     • 层次结构：通过继承可以建立类之间的层次关系，体现了现实世界的“是一个”（is-a）关系。
     • 方法重写：子类可以重写父类的方法，以提供特定的实现，增强了代码的灵活性。

3. 多态（Polymorphism）：

   • 定义：多态是指允许不同类的对象对同一消息做出响应的能力，即同一个接口可以被不同的实例以不同的方式实现。
   • 特点：
     • 接口多样性：不同的对象可以对同一消息（方法调用）做出不同的响应。
     • 动态绑定：在运行时根据对象的实际类型来决定调用哪个方法，而不是在编译时决定。
     • 代码灵活性：多态使得代码更加通用和灵活，易于扩展和维护。

通过封装，对象隐藏了内部的复杂性；
继承支持了代码的复用和层次结构；
多态则允许对象以统一的方式处理不同的实现，提高了代码的通用性和灵活性。

你知道Java中方法重载和重写的区别吗？

1. 方法重载（Overloading）：

   • 定义：方法重载是指在同一个类中，可以有多个同名方法，只要它们的参数列表不同（参数的类型、数量或顺序不同）。
   • 目的：允许开发者编写多个同名方法，这些方法可以有不同的参数，从而提供不同的功能。
   • 特点：
     • 方法签名必须不同，即参数列表不同。
     • 返回类型可以相同也可以不同。
     • 与访问修饰符无关，只与参数列表有关。
     • 发生在编译时，称为编译时多态。

2. 方法重写（Overriding）：

   • 定义：方法重写是指在子类中重新定义一个与父类中具有相同名称、参数列表和返回类型的方法。
   • 目的：允许子类提供特定的实现，以改变从父类继承来的方法的行为。
   • 特点：
     • 方法签名必须完全相同，即方法名、参数列表和返回类型都相同。
     • 子类方法的访问权限不能低于父类方法的访问权限。
     • 子类方法不能抛出新的检查异常或比父类方法声明更宽泛的异常。
     • 发生在运行时，称为运行时多态。

区别：

• 编译时 vs 运行时：重载在编译时确定具体使用哪个方法，而重写在运行时根据对象的实际类型来确定调用哪个方法。
• 参数列表：重载的方法参数列表必须不同，而重写的方法参数列表必须相同。
• 返回类型：重载的方法可以有不同返回类型，而重写的方法返回类型必须与父类方法相同或兼容。
• 继承：重写涉及到继承，即子类重写父类的方法；而重载不涉及继承，是同一个类中方法的多态。

静态成员和非静态成员有什么区别？

1. 内存分配：

   • 静态成员：静态成员属于类，而不是类的某个特定对象。它们在类加载时分配内存，并且由类的所有实例共享。
   • 非静态成员：非静态成员属于对象，每个对象实例都有自己的一份拷贝，它们在对象创建时分配内存。

2. 使用场景：

   • 静态成员：适用于不依赖于对象状态的数据和行为，例如工具类中的常量和工具方法。
   • 非静态成员：适用于依赖于对象状态的数据和行为，每个对象实例可能有不同的状态。

3. 与对象的关系：

   • 静态成员：不依赖于任何对象实例，即使没有创建类的任何实例，也可以访问静态成员。
   • 非静态成员：依赖于对象实例，必须先创建实例，然后才能访问非静态成员。

4. 继承和多态：

   • 静态成员：静态方法不能被重写（Override），但可以被隐藏（Hide）。
   • 非静态成员：非静态方法可以被重写，这是实现多态的重要方式。

使用==和equals方法有什么区别？

在Java中，== 和 equals() 方法都可以用来比较两个对象，但它们的区别和用途是不同的：

1. == 操作符：

   • == 是一个操作符，用来比较两个引用是否指向同一对象（即是否相同）。
   • 对于基本数据类型（如int、double等），== 比较的是值。
   • 对于引用数据类型（如类的对象），== 比较的是两个引用的内存地址，即它们是否指向堆内存中的同一个对象。

2. equals() 方法：

   • equals() 是一个方法，定义在Object类中，用来比较对象内容的相等性。
   • 默认行为是比较引用，即检查两个引用是否指向同一个对象，这与==相同。
     -== 但是，equals() 方法可以被覆写（override），以提供更复杂的逻辑来比较对象的状态（属性）是否相等==。

3. 使用场景：

   • 当你需要比较两个对象是否是同一个实例时，使用==。
   • 当你需要比较两个对象的“内容”或“状态”是否相同时，使用equals()。

4. 性能：

   • == 比较的是引用，所以它的执行速度非常快。
   • equals() 方法可能包含更多的逻辑判断，所以它的执行速度可能比==慢。

5. 一致性：

   • 对于equals()方法，有以下一致性约定：
     • 自反性：x.equals(x) 必须返回 true。
     • 对称性：x.equals(y) 和 y.equals(x) 必须返回相同的结果。
     • 传递性：如果 x.equals(y) 和 y.equals(z) 都返回 true，那么 x.equals(z) 也必须返回 true。
     • 一致性：如果 x.equals(y) 返回 true，那么在对象 x 和 y 没有被修改的情况下，后续调用也必须返回 true。
     • 对于任何非空引用值 x，x.equals(null) 必须返回 false。

6. hashCode() 的关系：

   • 如果两个对象通过 equals() 方法比较是相等的，那么它们的 hashCode() 方法必须返回相同的值。这是为了在哈希表（如 HashMap）中保持一致性。

hashCode()有什么用？

在Java中，hashCode() 方法是一个非常关键的概念，主要用于以下几个方面：

1. 哈希表的实现：

   • hashCode() 方法是Object类的一个方法，它返回一个整数，这个整数是对象的哈希码。哈希码主要用于哈希表（如HashMap、HashSet等）的实现，这些数据结构使用哈希码来快速定位对象的存储位置。

2. 快速查找：

   • 在哈希表中，通过对象的哈希码可以快速计算出该对象在表中的索引位置，从而快速查找对象。这大大提高了查找效率，特别是在大型数据集中。

3. 相等性检查：

   • 当两个对象通过equals()方法比较结果为相等时，它们的hashCode()方法必须返回相同的值。这是equals()方法和hashCode()方法之间的一个约定，以确保在哈希表中相等的对象具有相同的哈希码。

4. 集合操作：

   • 在集合操作中，hashCode()方法用于检查对象是否已经存在于集合中，或者在集合中查找特定对象时，帮助快速定位对象。

5. 性能优化：

   • 良好的hashCode()实现可以减少哈希冲突，提高哈希表的性能。如果两个不同对象返回相同的哈希码，这称为哈希冲突，可能会导致性能下降。

6. 缓存实现：

   • 在缓存实现中，hashCode()方法可以用来快速确定对象的存储位置，从而实现快速的数据检索。

7. 一致性：

   • 在分布式系统中，hashCode()方法可以用于数据分区，确保相同对象被分配到相同的节点或分区。

8. 对象的唯一标识：

   • 在某些情况下，hashCode()方法可以作为对象的唯一标识，尤其是在对象存储在哈希表中时。

为什么重写equals()时必须要重写hashCode()方法？

在Java中，当你重写一个类的equals()方法时，通常也需要重写hashCode()方法，原因主要与哈希表（如HashMap、HashSet）的内部实现机制有关。以下是详细解释：

1. 一致性要求：

   • equals()和hashCode()方法之间有一个重要的一致性约定：如果两个对象通过equals()方法比较是相等的，那么它们的hashCode()方法必须返回相同的值。这个约定确保了在哈希表中相等的对象具有相同的哈希码。

2. 哈希表的工作原理：

   • 哈希表使用哈希码来确定对象存储的索引位置。如果两个对象的hashCode()返回不同的值，那么它们会被存储在哈希表的不同位置，即使它们通过equals()方法是相等的。
   • 如果你重写了equals()方法但没有重写hashCode()方法，那么即使两个对象是相等的（根据equals()），它们也可能被存储在哈希表的不同位置，这会导致哈希表无法正确地检索对象。

3. 影响哈希表的性能：

   • 如果equals()和hashCode()方法不一致，可能会导致哈希表的性能下降。例如，在HashMap中，如果两个相等的对象具有不同的哈希码，它们不会被存储在同一个桶（bucket）中，这可能会导致更多的哈希冲突，从而增加查找和插入操作的时间复杂度。

4. 集合操作：

   • 在使用集合（如HashSet）时，集合会依赖于hashCode()方法来快速检查对象是否已经存在。如果equals()和hashCode()不一致，可能会导致集合错误地认为两个相等的对象是不同的，从而违反了集合中元素唯一性的原则。

5. 示例：

   • 假设你有一个Person类，你重写了equals()方法来比较名字和年龄是否相同，但没有重写hashCode()方法。那么，即使两个Person对象的名字和年龄相同，它们也可能因为不同的哈希码而被HashMap存储在不同的位置，导致无法正确地识别和操作这些对象。

因此，当你重写equals()方法时，为了保持一致性并确保哈希表和集合的正确性和性能，你也必须重写hashCode()方法。这样可以确保相等的对象具有相同的哈希码，从而在哈希表和集合中正确地存储和检索对象。