1. Java语言基础

1.1 Java是什么？

  • Java是一种广泛使用的编程语言，最初由Sun Microsystems（现为Oracle公司的一部分）于1995年发布。它是一种面向对象的、基于类的、通用型的编程语言，旨在让应用程序“编写一次，到处运行”（Write Once, Run Anywhere）。

1.2 Java的主要特性有哪些？

  • 平台独立性：通过Java虚拟机（JVM）实现跨平台运行。

  • 面向对象：支持类、继承、多态等概念。

  • 自动内存管理：垃圾回收机制自动管理内存。

  • 安全性：通过安全模型和类加载机制保障。

  • 强类型语言：变量必须明确声明类型。

1.3 JDK、JRE、JVM的区别是什么？

  • JDK（Java Development Kit）：包含开发Java程序所需的全部工具，如编译器、调试器等。

  • JRE（Java Runtime Environment）：运行时环境，包含JVM和Java核心类库，用于执行Java程序。

  • JVM（Java Virtual Machine）：Java虚拟机，是Java程序的运行环境，负责将Java字节码转换为机器码执行。

2. 数据类型与变量

2.1 Java中有哪些基本数据类型？

  • 整数类型：byte, short, int, long

  • 浮点类型：float, double

  • 字符类型：char

  • 布尔类型：boolean

2.2 变量作用域有哪些？

  • 类变量（静态变量）：用static修饰，属于类本身，所有实例共享。

  • 实例变量：没有static修饰，属于类的实例。

  • 局部变量：在方法或代码块中定义，只在定义它的代码块中有效。

2.3 解释一下Java中的自动装箱和拆箱？

  • 自动装箱：将基本数据类型转换为对应的包装类对象（如int到Integer）。

  • 自动拆箱：将包装类对象转换为基本数据类型（如Integer到int）。

3. 运算符与表达式

3.1 Java中有哪些运算符？

  • 算术运算符：+、-、*、/、%、++、--

  • 赋值运算符：=、+=、-=、*=、/=

  • 关系运算符：<、>、<=、>=、==、!=

  • 逻辑运算符：&&、||、!

  • 位运算符：&、|、^、~、<<、>>、>>>

  • 条件运算符（三元运算符）：条件 ? 表达式1 : 表达式2

  • 字符串连接运算符：+

3.2 解释一下短路逻辑运算符？

  • 在逻辑与（&&）运算中，如果第一个操作数为false，则整个表达式立即返回false，不再计算第二个操作数。

  • 在逻辑或（||）运算中，如果第一个操作数为true，则整个表达式立即返回true，不再计算第二个操作数。

4. 流程控制

4.1 Java中的循环结构有哪些？

  • for循环：基于索引的循环。

  • while循环：当条件为真时重复执行。

  • do-while循环：至少执行一次，然后检查条件。

4.2 break和continue的区别是什么？

  • break：立即终止当前循环或switch语句。

  • continue：跳过当前循环的剩余部分，直接进入下一次循环迭代。

4.3 switch语句的使用场景？

  • 用于替代多个if-else if条件判断，特别是当判断条件是单个变量且为整型、字符型或枚举类型时。

5. 数组与集合

5.1 数组与集合的区别是什么？

  • 数组：固定大小，存储相同类型的元素，访问速度快。

  • 集合：动态大小，可以存储不同类型的对象，提供了丰富的操作方法。

5.2 Java集合框架主要包含哪些接口和类？

  • 主要接口：List、Set、Map、Queue

  • 主要实现类：ArrayList、LinkedList、HashSet、TreeSet、HashMap、TreeMap、LinkedList（也实现了Deque接口）

5.3 ArrayList与LinkedList的区别是什么？

  • ArrayList：基于动态数组实现，查询效率高，插入删除效率低（尤其是中间位置）。

  • LinkedList：基于链表实现，插入删除效率高，查询效率低。

6. 面向对象编程

6.1 面向对象编程的三大特性是什么？

  • 封装：隐藏对象的属性和实现细节，仅公开必要的接口。

  • 继承：子类继承父类的属性和方法，实现代码复用。

  • 多态：允许将子类对象视为父类对象使用，实现接口的动态绑定。

6.2 抽象类与接口的区别是什么？

  • 抽象类可以有实现的方法，接口中的所有方法都是抽象的（Java 8以后接口可以有默认方法和静态方法）。

  • 一个类只能继承一个抽象类，但可以实现多个接口。

  • 抽象类主要用于定义类的模板，接口用于定义功能的契约。

6.3 什么是内部类？它有哪些类型？

  • 内部类：定义在另一个类内部的类。

  • 类型：成员内部类、局部内部类、匿名内部类、静态内部类。

7. 异常处理

7.1 Java中的异常处理机制是怎样的？

  • 使用try-catch-finally结构捕获和处理异常。

  • throw用于主动抛出异常，throws用于声明方法可能抛出的异常。

  • 自定义异常类通常继承自Exception或RuntimeException。

7.2 finally块中的代码什么时候执行？

  • finally块中的代码总是会在try或catch块之后执行，无论是否发生异常，除非在执行try或catch块时程序终止（如System.exit()调用）。

8. 输入输出与文件操作

8.1 Java中的IO流分为哪几类？

  • 按功能分：输入流（InputStream/Reader）和输出流（OutputStream/Writer）。

  • 按处理单位分：字节流（InputStream/OutputStream）和字符流（Reader/Writer）。

  • 按流向分：节点流和处理流。

8.2 如何读取和写入文件？

  • 使用FileReader/FileWriter、BufferedReader/BufferedWriter进行字符读写。

  • 使用FileInputStream/FileOutputStream、BufferedInputStream/BufferedOutputStream进行字节读写。

9. 多线程与并发

9.1 什么是线程？Java如何实现多线程？

  • 线程是CPU调度的基本单位，用于并发执行任务。

  • Java通过继承Thread类或实现Runnable接口来创建线程。

9.2 解释一下线程的生命周期？

  • 新建（New）、就绪（Runnable）、运行（Running）、阻塞（Blocked）、等待（Waiting）、时间等待（Timed Waiting）、终止（Terminated）。

9.3 同步与异步的区别是什么？

  • 同步：多个任务按顺序执行，一个任务完成后另一个任务才开始。

  • 异步：多个任务并发执行，不等待上一个任务完成。

9.4 Java中如何实现线程同步？

  • 使用synchronized关键字修饰方法或代码块。

  • 使用显式锁（如ReentrantLock）。

  • 使用原子变量类（如AtomicInteger）。

10. 网络编程

10.1 Java网络编程主要涉及哪些类？

  • Socket类：用于客户端网络通信。

  • ServerSocket类：用于服务器端监听客户端连接。

  • InetAddress类：表示IP地址。

  • URL和URLConnection类：用于处理网络资源的访问。

10.2 什么是TCP/IP协议？

  • TCP（传输控制协议）：面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。

  • IP（互联网协议）：负责为互联网上的每一台计算机分配一个唯一的地址。

11. Java泛型

11.1 泛型的好处是什么？

  • 提高代码重用性，减少类型转换错误。

  • 编译时类型检查，提高代码安全性。

11.2 泛型的类型擦除是什么？

  • Java泛型是通过类型擦除来实现的，即在编译期间将泛型类型信息擦除，替换为原始类型（通常是Object），并在必要时插入类型转换代码。

12. 注解与反射

12.1 什么是注解？

  • 注解是Java提供的一种对代码进行标注的机制，可以用于编译时、加载时或运行时处理。

12.2 反射机制是什么？

  • 反射允许程序在运行时动态地获取类的内部信息（如属性、方法），并能直接操作任意对象的内部属性及方法。