面向对象基础
面向对象概述
面向对象和面向过程的区别
面向过程：
优点：性能比面向对象高，因为类调用时需要实例化，开销比较大，比较消耗资源;比如单片机、嵌入式开发、Linux/Unix等一般采用面向过程开发，能是最重要的因素。
缺点：没有面向对象易维护、易复用、易扩展
面向对象：
优点：易维护、易复用、易扩展，由于面向对象有封装、继承、多态性的特性，可以设计出低耦合的系统，使系统更加灵活、更加易于维护
缺点：性能比面向过程低
面向过程是具体化的，流程化的，解决一个问题，你需要一步一步的分析，一步一步的实现。
面向对象是模型化的，你只需抽象出一个类，这是一个封闭的盒子，在这里你拥有数据也拥有解决问题的方法。需要什么功能直接使用就可以了，不必去一步一步的实现，至于这个功能是如何实现的，管我们什么事？我们会用就可以了。
面向对象的底层其实还是面向过程，把面向过程抽象成类，然后封装，方便我们使用的就是面向对象了。
面向对象三大特性
面向对象的特征主要有以下几个方面：
封装
封装把一个对象的属性私有化，同时提供一些可以被外界访问的属性的方法，如 果属性不想被外界访问，我们大可不必提供方法给外界访问。但是如果一个类没有提供给外界访问的方法，那么这个类也没有什么意义了。
继承
继承是使用已存在的类的定义作为基础建立新类的技术，新类的定义可以增加新 的数据或新的功能，也可以用父类的功能，但不能选择性地继承父类。通过使用 继承我们能够非常方便地复用以前的代码。
关于继承如下 3 点请记住：
1.子类拥有父类非 private 的属性和方法（包括私有属性和私有方法），但是父类中的私有属性和方法子类是无法访问的，只是拥有。
2.子类可以拥有自己属性和方法，即子类可以对父类进行扩展。
3.子类可以用自己的方式实现父类的方法。
多态
多态，顾名思义，表示一个对象具有多种的状态，具体表现为父类或接口定义的引用变量可以指向子类或具体实现类的实例对象，提高了程序的拓展性。
多态的特点:
- 对象类型和引用类型之间具有继承（类）/实现（接口）的关系；
- 引用类型变量发出的方法调用的到底是哪个类中的方法，必须在程序运行期间才能确定；
- 多态不能调用“只在子类存在但在父类不存在”的方法；
- 如果子类重写了父类的方法，真正执行的是子类覆盖的方法，如果子类没有覆盖父类的方法，执行的是父类的方法。
- 抽象：抽象是将一类对象的共同特征总结出来构造类的过程，包括数据抽象和行 为抽象两方面。抽象只关注对象有哪些属性和行为，并不关注这些行为的细节是 什么。
什么是多态机制？Java语言是如何实现多态的？
所谓多态就是指程序中定义的引用变量所指向的具体类型和通过该引用变量发出 的方法调用在编程时并不确定，而是在程序运行期间才确定，即一个引用变量到底会指向哪个类的实例对象，该引用变量发出的方法调用到底是哪个类中实现的方法，必须在由程序运行期间才能决定。因为在程序运行时才确定具体的类，这样，不用修改源程序代码，就可以让引用变量绑定到各种不同的类实现上，从而导致该引用调用的具体方法随之改变，即不修改程序代码就可以改变程序运行时所绑定的具体代码，让程序可以选择多个运行状态，这就是多态性。 多态分为编译时多态和运行时多态。
在Java中有两种形式可以实现多态：继承（多个子类对同一方法的重写）和接口 （实现接口并覆盖接口中同一方法）。
方法重载（overload）实现的是编译时的多态性（也称为前绑定），而方法重写（override）实现的是运行时的多态性（也称为后绑定）。
Java实现多态有三个必要条件：继承、重写、向上转型。
继承：在多态中必须存在有继承关系的子类和父类。
重写：子类对父类中某些方法进行重新定义，在调用这些方法时就会调用子类的 方法。
向上转型：在多态中需要将子类的引用赋给父类对象，只有这样该引用才能够具 备技能调用父类的方法和子类的方法。
只有满足了上述三个条件，我们才能够在同一个继承结构中使用统一的逻辑实现代码处理不同的对象，从而达到执行不同的行为。
对于Java而言，它多态的实现机制遵循一个原则：当超类对象引用变量引用子类 对象时，被引用对象的类型而不是引用变量的类型决定了调用谁的成员方法，但 是这个被调用的方法必须是在超类中定义过的，也就是说被子类覆盖的方法。
面向对象五大基本原则是什么
- 单一职责原则SRP(Single Responsibility Principle)：类的功能要单一，不能包罗万象，跟杂货铺似的。
- 开放封闭原则OCP(Open－Close Principle)：一个模块对于拓展是开放的，对于修改是封闭的
- 里式替换原则LSP(the Liskov Substitution Principle LSP)：子类可以替换父类出现在父类能够出现的任何地方。
- 依赖倒置原则DIP(the Dependency Inversion Principle DIP)：高层次的模块不应该依赖于低层次的模块，他们都应该依赖于抽象。抽象不应该依赖于具体实现，具体实现应该依赖于抽象。
- 接口分离原则ISP(the Interface Segregation Principle ISP)：设计时采用多个与特定客户类有关的接口比采用一个通用的接口要好。
Java的四种引用，强弱软虚
强引用
Java中默认声明的就是强引用，强引用是平常中使用最多的引用，强引用在程序内存不足（OOM）的时候也不会被回收，使用方式：
String str = new String("str");
System.out.println(str);
软引用
软引用是用来描述一些非必需但仍有用的对象。在内存足够的时候，软引用对象不会被回收，只有在程序内存不足时，会被回收，，如果回收了软引用对象之后仍然没有足够的内存，才会抛出内存溢出异常。这种特性常常被用来实现缓存技术，比如网页缓存，图片缓存等，使用方式：
// 注意：wrf这个引用也是强引用，它是指向SoftReference这个对象的，
// 这里的软引用指的是指向new String("str")的引用，也就是SoftReference类中T
SoftReference wrf = new SoftReference(new String("str"));
可用场景： 创建缓存的时候，创建的对象放进缓存中，当内存不足时，JVM就会回收早先创建
的对象。
弱引用
弱引用的引用强度比软引用要更弱一些，无论内存是否足够，弱引用就是只要JVM垃圾回收器发现了它，就会将之回收，使用方式：
WeakReference wrf = new WeakReference(str);
可用场景： Java源码中的 java.util.WeakHashMap 中的 key 就是使用弱引用，我的理解就是，
一旦我不需要某个引用，JVM会自动帮我处理它，这样我就不需要做其它操作。
虚引用
虚引用的回收机制跟弱引用差不多，但是它被回收之前，会被放入 ReferenceQueue 中。注意哦，其它引用是被JVM回收后才被传入 ReferenceQueue 中的。由于这个机制，所以虚引用大多被用于引用销毁前的处理工作。还有就是，虚引用创建的时候，必须带有 ReferenceQueue ，使用例子：
PhantomReference prf = new PhantomReference(new String("str"),
new ReferenceQueue<>());
可用场景： 对象销毁前的一些操作，比如说资源释放等。 Object.finalize() 虽然也可以做这类动作，但是这个方式即不安全又低效
上诉所说的几类引用，都是指对象本身的引用，而不是指Reference的四个子类的引用
(SoftReference等)。
创建一个对象用什么关键字？对象实例与对象引用有何不同？
new关键字，new创建对象实例（对象实例在堆内存中），对象引用指向对象实例（对象引用存放在栈内存中）。一个对象引用可以指向0个或1个对象（一根绳子可以不系气球，也可以系一个气球）;一个对象可以有n个引用指向它（可以 用n条绳子系住一个气球）
使用泛型的好处？
以集合来举例，使用泛型的好处是我们不必因为添加元素类型的不同而定义不同类型的集合，如整
型集合类，浮点型集合类，字符串集合类，我们可以定义一个集合来存放整型、浮点型，字符串型
数据，而这并不是最重要的，因为我们只要把底层存储设置了Object即可，添加的数据全部都可向
上转型为Object。 更重要的是我们可以通过规则按照自己的想法控制存储的数据类型。
Java创建对象有几种方式？
java中提供了以下四种创建对象的方式:
- 使用 new 关键字，这也是我们平时使用的最多的创建对象的方式，示例：
User user=new User();
- 使用反射方式创建对象，使用 newInstance()，但是得处理两个异常 InstantiationException、IllegalAccessException：
User user=User.class.newInstance();
Object object=(Object)Class.forName("java.lang.Object").newInstance()- 使用 clone 方法，clone 是 Object 的方法，所以所有对象都有这个方法。
- 使用反序列化创建对象，调用 ObjectInputStream 类的 readObject() 方法。
我们反序列化一个对象，JVM 会给我们创建一个单独的对象。JVM 创建对象并不会调用任何构造函数。一个对象实现了 Serializable 接口，就可以把对象写入到文件中，并通过读取文件来创建对象。
对象拷贝
为什么要使用克隆？
想对一个对象进行处理，又想保留原有的数据进行接下来的操作，就需要克隆了，Java语言中克隆针对的是类的实例。
深拷贝和浅拷贝区别是什么？
简单来讲就是复制、克隆。
浅拷贝:被复制对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值,而所有的对其他对象的引用仍然指向原来的对象.换言之,浅拷贝仅仅复制所考虑的对象,而不复制它所引用的对象.
深拷贝:被复制对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值.而那些引用其他对象的变量将指向被复制过的新对象.而不再是原有的那些被引用的对象.换言之.深拷贝把要复制的对象所引用的对象都复制了一遍.
Personp =new Person( “张三” ) ;
浅拷贝就是对对象中的数据成员进行简单赋值，如果存在动态成员或者指针就会报错。
深拷贝就是对对象中存在的动态成员或指针重新开辟内存空间。
- 浅拷贝只是复制了对象的引用地址，两个对象指向同一个内存地址，所以修改其中任意的值，另一个值都会随之变化，这就是浅拷贝（例：assign()）
- 深拷贝是将对象及值复制过来，两个对象修改其中任意的值另一个值不会改变，这就是深拷贝（例：JSON.parse()和JSON.stringify()，但是此方法无法复制函数类型）
如何实现对象克隆？
有两种方式：
- 实现Cloneable接口并重写Object类中的clone()方法；
public class Address implements Cloneable{
private String name;
// 省略构造函数、Getter&Setter⽅法
@Override
public Address clone() {
try {
return (Address) super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
throw new AssertionError();
}
}
}
public class Person implements Cloneable {
private Address address;
// 省略构造函数、Getter&Setter⽅法
@Override
public Person clone() {
try {
Person person = (Person) super.clone();
return person;
} catch (CloneNotSupportedException e) {
throw new AssertionError();
}
}
}测试 ：
Person person1 = new Person(new Address("武汉"));
Person person1Copy = person1.clone();
// true
System.out.println(person1.getAddress() == person1Copy.getAddress());从输出结构就可以看出， person1 的克隆对象和 person1 使⽤的仍然是同⼀个 Address 对象。
- 实现Serializable接口，通过对象的序列化和反序列化实现克隆，可以实现真正的深度克隆，代码如下：
public class MyUtil {
private MyUtil() {
throw new AssertionError();
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public static <T extends Serializable> T clone(T obj) throws Exception {
ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bout);
oos.writeObject(obj);
ByteArrayInputStream bin = new ByteArrayInputStream(bout.toByteArray());
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bin);
return (T) ois.readObject();
// 说明：调用ByteArrayInputStream或ByteArrayOutputStream对象的close方法没有任何意义
// 这两个基于内存的流只要垃圾回收器清理对象就能够释放资源，这一点不同于对外部资源（如文件流）的释放
}
}下面是测试代码：
class Person implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = -9102017020286042305L;
private String name; // 姓名
private int age; // 年龄
private Car car; // 座驾
public Person(String name, int age, Car car) {
this.name = name;
this.age = age;
this.car = car;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public Car getCar() {
return car;
}
public void setCar(Car car) {
this.car = car;
}
@Override
public String toString() {
return "Person [name=" + name + ", age=" + age + ", car=" + car + "]";
}
}
class Car implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = -5713945027627603702L;
private String brand; // 品牌
private int maxSpeed; // 最高时速
public Car(String brand, int maxSpeed) {
this.brand = brand;
this.maxSpeed = maxSpeed;
}
public String getBrand() {
return brand;
}
public void setBrand(String brand) {
this.brand = brand;
}
public int getMaxSpeed() {
return maxSpeed;
}
public void setMaxSpeed(int maxSpeed) {
this.maxSpeed = maxSpeed;
}
@Override
public String toString() {
return "Car [brand=" + brand + ", maxSpeed=" + maxSpeed + "]";
}
}
class CloneTest {
public static void main(String[] args) {
try {
Person p1 = new Person("郭靖", 33, new Car("Benz", 300));
Person p2 = MyUtil.clone(p1); // 深度克隆
p2.getCar().setBrand("BYD");
// 修改克隆的Person对象p2关联的汽车对象的品牌属性
// 原来的Person对象p1关联的汽车不会受到任何影响
// 因为在克隆Person对象时其关联的汽车对象也被克隆了
System.out.println(p1);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}注意：基于序列化和反序列化实现的克隆不仅仅是深度克隆，更重要的是通过泛型限定，可以检查出要克隆的对象是否支持序列化，这项检查是编译器完成的，不是在运行时抛出异常，这种是方案明显优于使用Object类的clone方法克隆对象。让问题在编译的时候暴露出来总是好过把问题留到运行时。
== 和 equals 的区别是什么
== 解读
对于基本类型和引用类型 == 的作用效果是不同的，如下所示：
- 基本类型：比较的是值是否相同；
- 引用类型：比较的是两个对象的地址是不是相等；
代码示例：
String x = "string";
String y = "string";
String z = new String("string");
System.out.println(x==y); // true
System.out.println(x==z); // false
System.out.println(x.equals(y)); // true
System.out.println(x.equals(z)); // true代码解读：因为 x 和 y 指向的是同一个引用，所以 == 也是 true，而 new String()方法则重写开辟了内存空间，所以 == 结果为 false，而 equals 比较的一直是值，所以结果都为 true。
equals 解读
equals() : 不能用于判断基本数据类型的变量，只能用来判断两个对象是否相等。但它一般有两种使用情况： 情况1：类没有覆盖equals() 方法。则通过 equals() 比较该类的两个对象时， 等价于通过“==”比较这两个对象。看下面的代码就明白了。
首先来看默认情况下 equals 比较一个有相同值的对象，代码如下：
class Cat {
public Cat(String name) {
this.name = name;
}
private String name;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
Cat c1 = new Cat("王磊");
Cat c2 = new Cat("王磊");
System.out.println(c1.equals(c2)); // false输出结果出乎我们的意料，竟然是 false？这是怎么回事，看了 equals 源码就知道了，源码如下：
public boolean equals(Object obj) {
return (this == obj);
}原来 equals 本质上就是 ==。
情况2：类覆盖了 equals() 方法。一般，我们都覆盖 equals() 方法来两个对象的内容相等；若它们的内容相等，则返回 true (即，认为这两个对象相等)。
举个例子：
public class test1 {
public static void main(String[] args) {
String a = new String("ab"); // a 为一个引用
String b = new String("ab"); // b为另一个引用,对象的内容一样
String aa = "ab"; // 放在常量池中
String bb = "ab"; // 从常量池中查找
if (aa == bb) // true
System.out.println("aa==bb");
if (a == b) // false，非同一对象
System.out.println("a==b");
if (a.equals(b)) // true
System.out.println("aEQb");
if (42 == 42.0) { // true
System.out.println("true");
}
}
}说明：
- String中的equals方法是被重写过的，因为object的equals方法是比较的对象的内存地址，而String的equals方法比较的是对象的值。
- 当创建String类型的对象时，虚拟机会在常量池中查找有没有已经存在的值和要创建的值相同的对象，如果有就把它赋给当前引用。如果没有就在常量池中重新创建 一个String对象。
当我们进入 String 的 equals 方法，找到了答案，代码如下：
public boolean equals(Object anObject) {
if (this == anObject) {
return true;
}
if (anObject instanceof String) {
String anotherString = (String)anObject;
int n = value.length;
if (n == anotherString.value.length) {
char v1[] = value;
char v2[] = anotherString.value;
int i = 0;
while (n-- != 0) {
if (v1[i] != v2[i])
return false;
i++;
}
return true;
}
}
return false;
}原来是 String 重写了 Object 的 equals 方法，把引用比较改成了值比较。
只不过 String 和 Integer 等重写了 equals 方法，把它变成了值比较。
对象的相等与指向他们的引用相等，两者有什么不同？
对象的相等 比的是内存中存放的内容是否相等而 引用相等 比较的是他们指向的 内存地址是否相等。
hashCode 与 equals (重要)
HashSet如何检查重复
两个对象的 hashCode() 相同，则 equals() 也一定为 true，对吗？
hashCode和equals方法的关系
面试官可能会问你：“你重写过 hashcode 和 equals 么，为什么重写equals时 必须重写hashCode方法？”
hashCode()介绍
hashCode() 的作用是获取哈希码，也称为散列码；它实际上是返回一个int整数。这个哈希码的作用是确定该对象在哈希表中的索引位置。hashCode() 定义在JDK的Object.java中，这就意味着Java中的任何类都包含有hashCode()函数。
另外需要注意的是： Object 的 hashCode() 方法是本地方法，也就是用 C 语言或 C++ 实现的，该方法通常用来将对象的内存地址转换为整数之后返回。
public native int hashCode();
散列表存储的是键值对(key-value)，它的特点是：能根据“键”快速的检索出对应的“值”。这其中就利用到了散列码！（可以快速找到所需要的对象）。
为什么要有 hashCode
我们以“HashSet 如何检查重复”为例子来说明为什么要有 hashCode：
当你把对象加入 HashSet 时，HashSet 会先计算对象的 hashcode 值来判断对象加入的位置，同时也会与其他已经加入的对象的 hashcode 值作比较，如果没有相符的hashcode，HashSet会假设对象没有重复出现。但是如果发现有相同hashcode 值的对象，这时会调用 equals()方法来检查 hashcode 相等的对象是否真的相同。如果两者相同，HashSet 就不会让其加入操作成功。如果不同的话，就会重新散列到其他位置。（摘自我的Java启蒙书《Head first java》 第二版）。这样我们就大大减少了equals 的次数，相应就大大提高了执行速 度。
那为什么 JDK 还要同时提供这两个方法呢？
这是因为在一些容器（比如 HashMap 、 HashSet ）中，有了 hashCode() 之后，判断元素是否在对应容器中的效率会更高（参考添加元素进 HashSet 的过程）！
我们在前面也提到了添加元素进 HashSet 的过程，如果 HashSet 在对比的时候，同样的 hashCode有多个对象，它会继续使用 equals() 来判断是否真的相同。也就是说 hashCode 帮助我们大大缩小了查找成本。
那为什么不只提供 hashCode() 方法呢？
这是因为两个对象的 hashCode 值相等并不代表两个对象就相等。
有没有可能两个不相等的对象有相同的hashcode
有可能.在产生hash冲突时,两个不相等的对象就会有相同的 hashcode 值.
代码示例：
String str1 = "通话";
String str2 = "重地";
System.out.println(String.format("str1：%d | str2：%d", str1.hashCode(),str2.hashCode()));
System.out.println(str1.equals(str2));执行的结果：
str1：1179395 | str2：1179395
false
代码解读：很显然“通话”和“重地”的 hashCode() 相同，然而 equals() 则为 false，因为在散列表中，hashCode()相等即两个键值对的哈希值相等，然而哈希值相等，并不一定能得出键值对相等。
当hash冲突产生时,一般有以下几种方式来处理:
- 拉链法:每个哈希表节点都有一个next指针,多个哈希表节点可以用next指针构成一个单向链表，被分配到同一个索引上的多个节点可以用这个单向链表进行存储.
- 开放定址法:一旦发生了冲突,就去寻找下一个空的散列地址,只要散列表足够大,空的散列地址总能找到,并将记录存入再哈希:又叫双哈希法,有多个不同的Hash函数.当发生冲突时,使用第二个,第三个….等哈希函数计算地址,直到无冲突.
hashCode()与equals()的相关规定
- 如果两个对象相等，则hashcode一定也是相同的
- 两个对象相等,对两个equals方法返回true
- 两个对象有相同的hashcode值，它们也不一定是相等的
- 综上，equals方法被覆盖过，则hashCode方法也必须被覆盖
- hashCode()的默认行为是对堆上的对象产生独特值。如果没有重写hashCode()，则该class的两个对象无论如何都不会相等（即使这两个对象指向相同的数据）
泛型
什么是泛型？有什么作用？
Java 泛型（Generics） 是 JDK 5 中引入的一个新特性。使用泛型参数，可以增强代码的可读性以及稳定性。
“泛型”，顾名思义，“泛指的类型”。我们提供了泛指的概念，但具体执行的时候却可以有具体的规则来约束，比如我们用的非常多的ArrayList就是个泛型类，ArrayList作为集合可以存放各种元素，如Integer, String，自定义的各种类型等，但在我们使用的时候通过具体的规则来约束，如我们可以约束集合中只存放Integer类型的元素，如
List iniData = new ArrayList<>()
这行代码就指明了该 ArrayList 对象只能传入 Integer 对象，如果传入其他类型的对象就会报错。
泛型的使用方式有哪几种？
泛型一般有三种使用方式:泛型类、泛型接口、泛型方法。
1.泛型类：
//此处T可以随便写为任意标识，常见的如T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型
//在实例化泛型类时，必须指定T的具体类型
public class Generic<T>{
private T key;
public Generic(T key) {
this.key = key;
}
public T getKey(){
return key;
}
}如何实例化泛型类：
Generic<Integer> genericInteger = new Generic<Integer>(123456);
2.泛型接口：
public interface Generator<T> {
public T method();
}
实现泛型接口，不指定类型：
class GeneratorImpl<T> implements Generator<T>{
@Override
public T method() {
return null;
}
}实现泛型接口，指定类型：
class GeneratorImpl<T> implements Generator<String>{
@Override
public String method() {
return "hello";
}
}
3.泛型方法：
public static < E > void printArray( E[] inputArray )
{
for ( E element : inputArray ){
System.out.printf( "%s ", element );
}
System.out.println();
}
使用：
// 创建不同类型数组：Integer, Double 和 Character
Integer[] intArray = { 1, 2, 3 };
String[] stringArray = { "Hello", "World" };
printArray( intArray );
printArray( stringArray );注意:
public static < E > void printArray( E[] inputArray ) 一般被称为静态泛型方法;在 java 中泛型只是一个占位符，必须在传递类型后才能使用。类在实例化时才能真正的传递类型参数，由于静态方法的加载先于类的实例化，也就是说类中的泛型还没有传递真正的类型参数，静态的方法的加载就已经完成了，所以静态泛型方法是没有办法使用类上声明的泛型的。只能使用自己声明的
泛型中extends和super的区别
- 表示包括T在内的任何T的子类
- 表示包括T在内的任何T的父类
类型通配符?
类型通配符一般是使用?代替具体的类型参数。例如List在逻辑上是List,List等所有List的父类。
类型擦除
Java 中的泛型基本上都是在编译器这个层次来实现的。在生成的 Java 字节代码中是不包含泛型中的类型信息的。使用泛型的时候加上的类型参数，会被编译器在编译的时候去掉。这个过程就称为类型擦除。
如在代码中定义的 List和 List等类型，在编译之后都会变成 List。 JVM 看到的只是 List，而由泛型附加的类型信息对 JVM 来说是不可见的。
类型擦除的基本过程也比较简单，首先是找到用来替换类型参数的具体类。这个具体类一般是 Object。如果指定了类型参数的上界的话，则使用这个上界。把代码中的类型参数都替换成具体的类。
参考：