Java 核心。面試問題，第 1 部分

如何在Java中建立不可變物件？列出所有好處

不可變類別是指創建後其狀態無法變更的類別。在這裡，物件的狀態本質上被認為是儲存在類別實例中的值，無論是原始類型還是引用類型。

為了使類別不可變，必須滿足以下條件：

1. 不要提供修改欄位或引用欄位的物件的設定器或方法。Setters 意味著改變物件的狀態，這是我們在這裡要避免的。
2. 使所有字段final和private. 標記的欄位private將無法從類別外部訪問，標記它們final可確保您不會更改它們，即使是意外。
3. 不允許子類別重寫方法。最簡單的方法是將類別聲明為final. Java 中的最終類別不能被覆寫。
4. 永遠記住，你的變數實例可以是可變的，也可以是不可變的。定義它們並傳回包含所有可變物件（引用類型）的複製內容的新物件。不可變變數（原始類型）可以安全地返回，無需任何額外的努力。

另外，您需要記住不可變類的後續好處。您在面試時可能需要它們。不可變類：

• 易於設計、測試和使用
• 自動線程安全且沒有同步問題
• 不需要複製建構函數
• 允許您延遲初始化哈希碼並快取返回值
• 用作欄位時不需要安全複製
• 製作良好的Map鍵和Set元素（這些物件在集合中不應更改狀態）
• 透過創建一次使您的類別永久化，並且不需要再次檢查
• 始終具有「失敗原子性」（Joshua Bloch 創造的術語）：如果不可變物件拋出異常，它永遠不會保持在不需要的或未定義的狀態。

看看這篇文章中寫的例子。

在Java中，按值傳遞還是按引用傳遞？

Java спецификация гласит, что все в Java передается по значению. Нет такого понятия, How «передача по ссылке» в Java. Эти условия связаны с вызовом методов и передачей переменных, How параметров метода. Хорошо, примитивные типы всегда передаются по значению без Howой-либо путаницы. Но, концепция должна быть понятна в контексте параметра метода сложных типов.

В Java, когда мы передает ссылку сложного типа How любой параметр метода, всегда address памяти копируется в новую ссылочную переменную шаг за шагом. Посмотрите на изображение:

В приведенном примере, биты address первого экземпляра копируются другой ссылочной переменной, в результате чего обе ссылки указывают на один участок памяти, где хранится an object. Помните, что присвоив второй ссылке null, вы не присвоите null первой ссылке. Но изменение состояния an object с одной ссылающейся переменной, будет отображено и в другой ссылке.

Подробности смотрите тут.

Какое применение блока finally? Гарантирует этот блок выполнение своего codeа? Когда finally блок не вызывается?

Блок finally всегда вызывается, если блок try существует. Это гарантирует, что блок finally вызывается даже, если случается неожиданное исключение. Но finally является более полезным, чем просто для обработки исключений – этот блок позволяет выполнить чистку codeа, случайно обошедшего через return, continue or break. Размещение очищающего codeа в блок finally всегда является хорошей практикой, даже когда не ожидается ниHowих исключений.

Если виртуальная машина завершает работу во время выполнения блока try or catch, тогда блок finally не будет выполнен. Аналогично, если нить, выполняя блок try or catch, будет прервана or убита, блок finally не будет выполнен, даже не смотря на то, что приложение продолжает работать.

Почему существует два класса Date, один в java.util package а другой в java.sql?

java.util.Date представляет date и время, а java.sql.Date представляет только date. Дополнением к java.sql.Date является класс java.sql.Time, который представляет только время.

Класс java.sql.Date является субклассом (расширением) класса java.util.Date. Итак, что изменилось в java.sql.Date:

• toString() формирует другое представление строки: yyyy-mm-dd
• статический метод valueOf(String) создает date из строки с вышеуказанным представлением
• исключены геттеры и сеттеры для часов, minutes и секунд

Класс java.sql.Date используется в JDBC и предназначен, чтобы не иметь составляющую времени, то есть часы, minutesы, секунды и миллисекунды должны быть нулю… но это не является обязательным для класса.

Разъясните интерфейсы-маркеры.

Шаблон интерфейса-маркера – это шаблон проектирования в компьютерных науках, используемый языками программирования, которые предоставляют информацию об an objectх во время выполнения. Это предоставляет способ ассоциации метаданных класса, где язык не имеет явной поддержки таких метаданных. В Java для этого используются интерфейсы без указания методов.

Хорошим примером применения интерфейса-маркера в Java является интерфейс Serializable. Класс реализует этот интерфейс для указания, что его не transient данные могут быть записаны в поток byteов or на файловую систему.

Главной проблемой интерфейса-маркера является то, что интерфейс определяет соглашение для реализующих его классов, и это соглашение наследуется всеми субклассами. Это значит, что вы не сможете «де-реализовать» маркер. В приведенном примере, если вы создадите субкласс, который вы бы не хотели сериализовать (возможно потому, что он находится в преходящем (transient) состоянии), вы должны прибегнуть к явному бросанию NotSerializableException.

Почему метод main() объявлен How public static void?

Почему public? Метод main имеет модификатор доступа public, поэтому он может быть доступен везде и для любого an object, который захочет использовать этот метод для запуска applications. Тут я не говорю, что JDK/JRE имеют подобный повод, поскольку java.exe or javaw.exe (для windows) используют Java Native Interface (JNI) вызов для запуска метода, поэтому они могут вызвать его в любом случае, независимо от модификатора доступа.

Почему static? Давайте предположим, что у нас метод main не статический. Теперь, для вызова любого метода вам необходим экземпляр класса. Верно? Java разрешает иметь перегруженные конструкторы, это мы все знаем. Тогда который из них должен быть использован, и откуда возьмутся параметры для перегруженного конструктора?

Почему void? Нет применения для возвращаемого значения в виртуальной машине, которая фактически вызывает этот метод. Единственное, что приложение захочет сообщить вызвавшему процессу – это нормальное or ненормальное завершение. Это уже возможно используя System.exit(int). Не нулевое meaning подразумевает ненормальное завершение, иначе все в порядке.

В чем разница между созданием строки How new() и литералом (при помощи двойных кавычек)?

Когда мы создаем строку используя new(), она создается в хипе и также добавляется в пул строк, в то же время строка, созданная при помощи литерала, создается только в пуле строк.

Вам необходимо ознакомиться с понятием пула строк глубже, чтобы ответить на этот or подобные вопросы. Мой совет – How следует выучите класс String и пул строк.

Как работает метод substring() класса String?

Как и в других языках программирования, строки в Java являются последовательностью символов. Этот класс больше похож на служебный класс для работы с этой последовательностью. Последовательность символов обеспечивается следующей переменной:

/** The value is used for character storage. */
/** Значение используется для хранения символов */
private final char value[];
Для доступа к этому массиву в различных сценариях используются следующие переменные/** The offset is the first index of the storage that is used. */
/** Смещение – это первый индекс используемого хранorща. */
private final int offset;

/** The count is the number of characters in the String. */
/** Счет – это количество символов в строке. */
private final int count;

Каждый раз, когда мы создаем подстроку от существующего экземпляра строки, метод substring() только устанавливает новые значения переменных offset и count. Внутренний массив символов не изменяется. Это возможный источник утечки памяти, если метод substring() использовать неосторожно:

Первоначальное meaning value[] не изменяется. Поэтому если вы создадите строку длиной 10000 символов и создадите 100 подстрок с 5-10 символами в каждой, все 101 an objectы будут содержать один и тот же символьный массив длиной 10000 символов. Это без сомнения расточительство памяти.

Этого можно избежать, изменив code следующим образом:

заменить original.substring(beginIndex) на new String(original.substring(beginIndex)), где original – исходная строка.

Объясните работу HashMap. Как решена проблема дубликатов?

Большинство из вас наверняка согласится, что HashMap наиболее любимая тема для дискуссий на интервью в настоящее время. Если кто-нибудь попросит меня рассказать «Как работает HashMap?», я просто отвечу: «По принципу хэширования». Так просто, How это есть.

Итак, хеширование по сути является способом назначить уникальный code для любой переменной/an object после применения любой формулы/алгоритма к своим свойствам.

Определение карты (Map) таково: «Объект, который привязывает ключи к значениям». Очень просто, верно? Итак, HashMap содержит собственный внутренний класс Entry, который имеет вид:

static class Entry implements Map.Entry
{
final K key;
V value;
Entry next;
final int hash;
…//More code goes here
}

Когда кто-либо пытается поместить пару ключ-meaning в HashMap, происходит следующее:

• В первую очередь, an object ключа проверяется на null. Если ключ null, meaning сохраняется в позицию table[0]. Потому что хэшcode для null всегда 0.
• Затем, следующим шагом вычисляется хэш meaning вызывая у переменной-ключа свой метод hashCode(). Этот хэш используется для вычисления индекса в массиве для хранение an object Entry. Разработчики JDK прекрасно понимали, что метод hashCode() может быть плохо написан и может возвращать очень большое or очень маленькое meaning. Для решения этой проблемы они ввели другой hash() метод, и передают хэшcode an object этому методу для приведения этого значения к диапазону размера индекса массива.
• Теперь вызывается метод indexFor(hash, table.length) для вычисления точной позиции для хранения an object Entry.
• Теперь главная часть. Как мы знаем, два неодинаковых an object могут иметь одинаковое meaning хэшcodeа, How два разных an object будет храниться в одинаковом расположении в архиве [называется корзиной]?

Ответ – LinkedList. Если вы помните, класс Entry имеет свойство “next”. Это свойство всегда указывает на следующий an object в цепи. Такое поведение очень похоже на LinkedList.

Итак, в случае совпадений хэшcodeов, an objectы Entry хранятся в форме LinkedList. Когда an object Entry необходимо разместить на конкретном индексе, HashMap проверяет, существует ли на этом месте другой an object Entry? Если там нет записи, наш an object сохранится в этом месте.

Если на нашем индексе уже находится другой an object, проверяется его поле next. Если оно равно null, наш an object становится следующим узлом в LinkedList. Если next не равно null, эта proceduresа повторяется, пока не будет найдено поле next равное null.

What будет, если мы добавим другое meaning ключа, равное добавленному ранее? Логично, что оно должно заменить старое meaning. Как это происходит? После определения индекса позиции для an object Entry, пробегая по LinkedList, расположенному на нашем индексе, HashMap вызывает метод equals() для значения ключа для каждого an object Entry. Все эти an objectы Entry в LinkedList имеют одинаковое meaning хэшcodeа, но метод equals() будет проверять на настоящее equalsство. Если ключ.equals(k) будет true, тогда оба будут восприниматься How одинаковый an object. Это вызовет замену только an object-meaning внутри an object Entry.

Таким образом HashMap обеспечивает уникальность ключей.

Различия между интерфейсами и абстрактными классами?

Это очень распространенный вопрос, если вы проходите собеседование на программиста уровня junior. Наиболее значимые различия приведены ниже:

• В интерфейсах Java переменные априори final. Абстрактные классы могут содержать не final переменные.
• Интерфейс в Java безоговорочно не может иметь реализации. Абстрактный класс может иметь экземпляры методов, которые реализуют базовое поведение.
• Составляющие интерфейса должны быть public. Абстрактный класс может иметь модификаторы доступа на любой вкус.
• Интерфейс должен быть реализован ключевым словом implements. Абстрактный класс должен быть расширен при помощи ключевого слова extends.
• В Java класс может реализовывать множество интерфейсов, но может унаследоваться только от одного абстрактного класса.
• Интерфейс fully абстрактный и не может иметь экземпляров. Абстрактный класс также не может иметь экземпляров класса, но может быть вызван, если существует метод main().
• 抽象類比介面稍快，因為介面在呼叫 Java 中的任何重寫方法之前需要進行查找。在大多數情況下，這是一個微小的差異，但如果您正在編寫時間關鍵的應用程序，則需要考慮這一事實。

什麼時候重寫方法hashCode()和equals()？

方法hashCode()和equals()是在類別中定義的Object，該類別是所有 Java 物件的父類別。因此，所有 Java 物件都會繼承這些方法的底層實作。

此方法hashCode()用於取得給定物件的唯一整數值。當物件需要儲存在像HashTable. 預設情況下，此方法hashCode()傳回儲存物件的記憶體位址的整數表示形式。

equals()顧名思義，此方法用於簡單物件等效。此方法的基本實作是檢查兩個物件的參考以檢查它們是否等效。

請注意，每當重寫方法時，通常都需要重寫hashCode()方法equals()。這對於支援方法的一般約定是必要的hashCode，該約定規定相同的物件必須具有相同的雜湊碼。

equals() 方法必須確定關係之間的相等性（它必須是循環的、對稱的和傳遞的）。另外，它必須是持久的（如果物件沒有改變，方法必須傳回相同的值）。此外，o.equals(null)它應該始終傳回false。

hashCode()也必須是持久的（如果在方法的條件下物件沒有改變equals()，它必須繼續傳回相同的值。

兩個方法的關係是：always、if a.equals(b)、thena.hashCode()必須與 相同b.hashCode()。