JavaAPI（含面试大厂题含源码）

在Java编程中，API（应用程序编程接口）是一套常用于执行特定任务或与系统交互的预定义函数和协议集合。Java标准库（也称为Java API）提供了广泛的功能，包括集合操作、文件处理、网络编程等，这些都是Java开发中不可或缺的部分。以下是一些关键的Java API知识点，帮助你更好地理解和使用Java进行开发。

核心Java API组件

Java集合框架 (java.util包)
- 提供了一套性能优化的接口和类，用于存储和处理数据集合。包括List、Set、Map等接口及其实现。
Java IO/NIO (java.io与java.nio包)
- 用于处理输入输出，包括文件读写、网络通信等。NIO（新输入/输出）提供了更高效的非阻塞IO操作。
Java网络编程 (java.net包)
- 提供了用于开发网络应用的类和接口，包括URL处理、套接字编程等。
Java并发API (java.util.concurrent包)
- 提供了设计用于多线程并发控制的高级API，如执行器、同步器、并发集合等。
Java时间API (java.time包)
- Java 8引入的新时间日期API，提供了处理日期、时间、时间区间、持续时间的类。
Java Stream API (java.util.stream包)
- Java 8同样引入，提供了一种高效处理集合数据的方式（尤其是对集合对象进行各种计算的功能）。

使用Java API的注意事项

了解API的版本兼容性：随着Java版本的更新，API可能会发生变化。使用最新的API功能时，确保你的Java环境与之兼容。
理解API的性能特点：不同的API设计有不同的性能特点。例如，在处理大量数据时，Stream API可能比传统的for循环更高效。
API的正确使用：了解API的正确使用方法，可以通过阅读官方文档或查看示例代码来获得。
异常处理：许多Java API会抛出异常，正确处理这些异常是确保程序稳定性的关键。
安全性考虑：使用网络或IO相关的API时，考虑到安全性是非常重要的，特别是处理用户数据和敏感信息时。
资源管理：使用IO流或网络编程API时，确保及时关闭资源，避免资源泄露。

通过深入理解和实践这些API知识点，你将能够更加高效地利用Java标准库来开发各种应用程序。Java官方文档是学习和参考这些API的宝贵资源。### 面试题1：实现LRU缓存

题目描述：
设计并实现一个LRU（最近最少使用）缓存机制。它应该支持以下操作：获取数据 get 和写入数据 put。

获取数据 get(key) - 如果密钥 (key) 存在于缓存中，则获取密钥的值（总是正数），否则返回 -1。
写入数据 put(key, value) - 如果密钥已经存在，则变更其数据值；如果密钥不存在，则插入该组「密钥/数据值」。当缓存容量达到上限时，它应该在写入新数据之前，删除最近最少使用的数据值，从而为新的数据值留出空间。

源码示例：

import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;public class LRUCache extends LinkedHashMap<Integer, Integer> {private int capacity;public LRUCache(int capacity) {super(capacity, 0.75F, true);this.capacity = capacity;}public int get(int key) {return super.getOrDefault(key, -1);}public void put(int key, int value) {super.put(key, value);}@Overrideprotected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<Integer, Integer> eldest) {return size() > capacity;}public static void main(String[] args) {LRUCache cache = new LRUCache(2 /* 缓存容量 */);cache.put(1, 1);cache.put(2, 2);System.out.println(cache.get(1));       // 返回  1cache.put(3, 3);    // 该操作会使得密钥 2 作废System.out.println(cache.get(2));       // 返回 -1 (未找到)cache.put(4, 4);    // 该操作会使得密钥 1 作废System.out.println(cache.get(1));       // 返回 -1 (未找到)System.out.println(cache.get(3));       // 返回  3System.out.println(cache.get(4));       // 返回  4}
}

这个实现利用了LinkedHashMap的构造函数来实现LRU缓存。LinkedHashMap可以按访问顺序排序，最近访问的元素会被放到队尾。

面试题2：合并两个排序的链表

题目描述：
合并两个升序链表，并使新链表也是升序的。

源码示例：

class ListNode {int val;ListNode next;ListNode(int x) {val = x;}
}public class Solution {public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {ListNode dummy = new ListNode(0);ListNode current = dummy;while (l1 != null && l2 != null) {if (l1.val < l2.val) {current.next = l1;l1 = l1.next;} else {current.next = l2;l2 = l2.next;}current = current.next;}if (l1 != null) {current.next = l1;} else {current.next = l2;}return dummy.next;}
}

面试题3：无重复字符的最长子串

题目描述：
给定一个字符串，请你找出其中不含有重复字符的最长子串的长度。

源码示例：

import java.util.HashMap;public class Solution {public int lengthOfLongestSubstring(String s) {if (s == null || s.length() == 0) return 0;HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<>();int maxLen = 0;for (int start = 0, end = 0; end < s.length(); end++) {char currentChar = s.charAt(end);if (map.containsKey(currentChar)) {start = Math.max(start, map.get(currentChar) + 1);}map.put(currentChar, end);maxLen = Math.max(maxLen, end - start + 1);}return maxLen;}public static void main(String[] args) {Solution solution = new Solution();System.out.println(solution.lengthOfLongestSubstring("abcabcbb")); // 输出 3System.out.println(solution.lengthOfLongestSubstring("bbbbb"));    // 输出 1System.out.println(solution.lengthOfLongestSubstring("pwwkew"));   // 输出 3}
}