Java面试系列 — 基础篇(三)
先整理出一批面试笔试面试题。后续将继续更新,如果本文中出现问题,请及时与蛐蛐联系,蛐蛐马上继续修改,后续也会同步更新。
流的原理
- 在Java程序中,对于数据的输入/输出操作以“流” (stream) 方式进行;
- SDK提供了各种各样的“流”类,用以获取不同种类的数据;程序中通过标准的方法输入或输出数据。
- Java的流类型一般位于java.io包中
备注: 输入输出是相对于程序而言,而不是相对于源和目标而言
流的分类
- 节点流:可以直接从数据源或目的地读写数据。
- 处理流(包装流):不直接连接到数据源或目的地,是其他流进行封装。目的主要是简化操作和提高性能
流的方向
- 输入流:数据源到程序(InputStream、Reader读进来)
- 输出流:程序到目的地(OutPutStream、Writer写出去)
处理数据单元:
- 字节流:按照字节读取数据(InputStream、OutputStream)
- 字符流:按照字符读取数据(Reader、Writer)
输入流和输出流联系和区别,节点流和处理流联系和区别
- 首先,你要明白什么是“流”。直观地讲,流就像管道一样,在程序和文件之间,输入输出的方向是针对程序而言,向程序中读入东西,就是输入流,从程序中向外读东西,就是输出流。输入流是得到数据,输出流是输出数据。
- 而节点流,处理流是流的另一种划分,按照功能不同进行的划分。节点流,可以从或向一个特定的地方(节点)读写数据。处理流是对一个已存在的流的连接和封装,通过所封装的流的功能调用实现数据读写。如BufferedReader。处理流的构造方法总是要带一个其他的流对象做参数。一个流对象经过其他流的多次包装,称为流的链接。
字符流字节流联系区别;什么时候使用字节流和字符流?
- 字符流和字节流是流的一种划分,按处理照流的数据单位进行的划分。两类都分为输入和输出操作。在字节流中输出数据主要是使用OutputStream完成,输入使的是InputStream,在字符流中输出主要是使用Writer类完成,输入流主要使用Reader类完成。这四个都是抽象类。字符流处理的单元为2个字节的Unicode字符,分别操作字符、字符数组或字符串,而字节流处理单元为1个字节,操作字节和字节数组。字节流是最基本的,所有的InputStrem和OutputStream的子类都是,主要用在处理二进制数据,它是按字节来处理的 但实际中很多的数据是文本,又提出了字符流的概念,它是按虚拟机的编码来处理,也就是要进行字符集的转化 这两个之间通过 InputStreamReader,OutputStreamWriter来关联,实际上是通过byte[]和String来关联的。
列举常用字节输入流和输出流并说明其特点,至少5对。
- FileInputStream 从文件系统中的某个文件中获得输入字节。
- ByteArrayInputStream包含一个内部缓冲区,该缓冲区包含从流中读取的字节。内部计数器跟踪read方法要提供的下一个字节。
- FilterInputStream包含其他一些输入流,它将这些流用作其基本数据源,它可以直接传输数据或提供一些额外的功能。FilterInputStream类本身只是简单地重写那些将所有请求传递给所包含输入流的 InputStream的所有方法。FilterInputStream 的子类可进一步重写这些方法中的一些方法,并且还可以提供一些额外的方法和字段。
- ObjectInputStream 对以前使用 ObjectOutputStream 写入的基本数据和对象进行反序列化。
- ObjectOutputStream和ObjectInputStream分别与FileOutputStream和FileInputStream一起使用时,可以为应用程序提供对对象图形的持久存储
- ObjectInputStream用于恢复那些以前序列化的对象。其他用途包括使用套接字流在主机之间传递对象,或者用于编组和解组远程通信系统中的实参和形参。
- StringBufferInputStream此类允许应用程序创建输入流,在该流中读取的字节由字符串内容提供。应用程序还可以使用ByteArrayInputStream从byte数组中读取字节。只有字符串中每个字符的低八位可以由此类使用。
- ByteArrayOutputStream此类实现了一个输出流,其中的数据被写入一个 byte数组。缓冲区会随着数据的不断写入而自动增长。可使用 toByteArray() 和 toString() 获取数据。
- FileOutputStream文件输出流是用于将数据写入 File 或 FileDescriptor的输出流。文件是否可用或能否可以被创建取决于基础平台。特别是某些平台一次只允许一个FileOutputStream(或其他文件写入对象)打开文件进行写入。在这种情况下,如果所涉及的文件已经打开,则此类中的构造方法将失败。
FilterOutputStream类是过滤输出流的所有类的超类。这些流位于已存在的输出流(基础输出流)之上,它们将已存在的输出流作为其基本数据接收器,但可能直接传输数据或提供一些额外的功能。FilterOutputStream类本身只是简单地重写那些将所有请求传递给所包含输出流的OutputStream的所有方法。FilterOutputStream的子类可进一步地重写这些方法中的一些方法,并且还可以提供一些额外的方法和字段。 - ObjectOutputStream将Java对象的基本数据类型和图形写入 OutputStream。可以使用ObjectInputStream读取(重构)对象。通过在流中使用文件可以实现对象的持久存储。如果流是网络套接字流,则可以在另一台主机上或另一个进程中重构对象。
- PipedOutputStream可以将管道输出流连接到管道输入流来创建通信管道。管道输出流是管道的发送端。通常,数据由某个线程写入 PipedOutputStream对象,并由其他线程从连接的PipedInputStream 读取。不建议对这两个对象尝试使用单个线程,因为这样可能会造成该线程死锁。如果某个线程正从连接的管道输入流中读取数据字节,但该线程不再处于活动状态,则该管道被视为处于毁坏状态。
说明缓冲流的优点和原理
- 不带缓冲的流的工作原理:它读取到一个字节/字符,就向用户指定的路径写出去,读一个写一个,所以就慢了。带缓冲的流的工作原理:读取到一个字节/字符,先不输出,等凑足了缓冲的最大容量后一次性写出去,从而提高了工作效率
- 优点:减少对硬盘的读取次数,降低对硬盘的损耗。
序列化的定义、实现和注意事项
想把一个对象写在硬盘上或者网络上,对其进行序列化,把他序列化成为一个字节流。
实现和注意事项:
- 实现接口Serializable,Serializable接口中没有任何的方法,实现该接口的类不需要实现额外的方法。
- 如果对象中的某个属性是对象类型,必须也实现Serializable接口才可以
- 序列化对静态变量无效
- 如果不希望某个属性参与序列化,不是将其static,而是transient
- 串行化保存的只是变量的值,对于变量的任何修饰符,都不能保存
- 序列化版本不兼容
使用IO流完成文件夹复制(结合递归)
public class DemoTest {
public static void main(String[] args) {
try {
copyDirectiory("d:/test", "d:/test");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 复制单个文件
*
* @param sourceFile 源文件
* @param targetFile 目标文件
* @throws IOException
*/
private static void copyFile(File sourceFile, File targetFile) throws IOException {
BufferedInputStream inBuff = null;
BufferedOutputStream outBuff = null;
try {
// 新建文件输入流
inBuff = new BufferedInputStream(new FileInputStream(sourceFile));
// 新建文件输出流
outBuff = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(targetFile));
// 缓冲数组
byte[] b = new byte[1024 * 5];
int len;
while ((len = inBuff.read(b)) != -1) {
outBuff.write(b, 0, len);
}
// 刷新此缓冲的输出流
outBuff.flush();
} finally {
// 关闭流
if (inBuff != null)
inBuff.close();
if (outBuff != null)
outBuff.close();
}
}
/**
* 复制目录
*
* @param sourceDir 源目录
* @param targetDir 目标目录
* @throws IOException
*/
private static void copyDirectiory(String sourceDir, String targetDir) throws IOException {
// 检查源目录
File fSourceDir = new File(sourceDir);
if (!fSourceDir.exists() || !fSourceDir.isDirectory()) {
return;
}
//检查目标目录,如不存在则创建
File fTargetDir = new File(targetDir);
if (!fTargetDir.exists()) {
fTargetDir.mkdirs();
}
// 遍历源目录下的文件或目录
File[] file = fSourceDir.listFiles();
for (int i = 0; i < file.length; i++) {
if (file[i].isFile()) {
// 源文件
File sourceFile = file[i];
// 目标文件
File targetFile = new File(fTargetDir, file[i].getName());
copyFile(sourceFile, targetFile);
}
//递归复制子目录
if (file[i].isDirectory()) {
// 准备复制的源文件夹
String subSourceDir = sourceDir + File.separator + file[i].getName();
// 准备复制的目标文件夹
String subTargetDir = targetDir + File.separator + file[i].getName();
// 复制子目录
copyDirectiory(subSourceDir, subTargetDir);
}
}
}
}
对象序列化 (Serialization)
- 将Java对象转换成字节序列(IO字节流)
- 对象的序列化主要有两种用途:
- 把对象的字节序列永久地保存到硬盘上,通常存放在一个文件
- 在网络上传送对象的字节序列。
对象序列化的条件
- 只有实现了Serializable接口的类的对象才可以被序列化。Serializable接口中没有任何的方法,实现该接口的类不需要实现额外的方法。
- 如果对象的属性是对象,属性对应类也必须实现Serializable接口
如何实现序列化(序列化流)
- 创建ObjectOutputStream对象
- 调用writeObject()输出对象
Class clazz = new Class();
OutputStream os = new FileOutputStream(new File("d:/test.txt"));
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(os);
oos.writeObject(clazz);
oos.close();
如何实现反序列化(序列化流)
- 创建ObjectInputStream对象
- 调用readObject()读取对象
InputStream is = new FileInputStream(new File("d:/java6.txt"));
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(is);
Class clazz = (Class)ois.readObject();
System.out.println(clazz.getMethod1()+" "+clazz.getMethod2());
JavaIO体系
分类 | 字节输入流 | 字节输出流 | 字符输入流 | 字符数出流 |
---|---|---|---|---|
抽象基类 | InputStream | OutputStream | Reader | Writer |
文件 | FileInputStream | FileOutputStream | FileReader | FileWriter |
数组 | ByteArrayInputStream | ByteArrayOutputStream | CharArrayReader | CharArrayWriter |
管道 | PipedInputStream | PipedOutputStream | PipedReader | PipedWriter |
字符串 | StringReader | StringWriter | ||
缓冲流 | BufferedInputStream | BufferedOutputStream | BufferedReader | BufferedWriter |
转换流 | InputStreamReader | OutputStreamWriter | ||
对象流 | ObjectInputStream | ObjectOutputStream | ||
抽象基类 | FilterInputStream | FilterOutputStream | FilterReader | FilterWriter |
打印流 | PrintStream | PrintWriter | ||
推回输入流 | PushbackInputStream | PushbackReader | ||
特殊流 | DataInputStream | DataOutputStream |
final的使用
- final修饰变量
- 使用final修饰变量,变量变成常量;
- 只能赋值一次,可以是声明final常量时赋值,也可以声明后赋值一次
- final修饰方法
- 该方法不能被子类重写
- final修饰类
- 该类不能有子类
- 如果一个类是final,不能有子类,自然也就没有方法的重写,所有其中的方法可以不写final
- 如果一个类是final,变量的final不能省略
short s1 = 1; s1 = s1 + 1;有错吗?short s1 = 1; s1 += 1;有错吗?
对于
short s1 = 1; s1 = s1+1;
由于1是int类型,因此s1+1运算结果也是int 型,需要强制转换类型才能赋值给short型。而short s1 = 1; s1 += 1;
可以正确编译,因为s1+= 1;相当于s1 = (short)(s1 + 1);
其中有隐含的强制类型转换
switch中能否使用string做参数
在idk 1.7之前,switch只能支持byte, short, char, int或者其对应的封装类以及Enum类型。从idk 1.7之后switch开始支持String
Java反射技术主要实现类有哪些,作用分别是什么?
在JDK中,主要由以下类来实现Java反射机制,这些类都位于java.lang.reflect包中
- Class类:代表一个类
- Field 类:代表类的成员变量(属性)
- Method类:代表类的成员方法
- Constructor 类:代表类的构造方法
- Array类:提供了动态创建数组,以及访问数组的元素的静态方法
反射的应用场合
在编译时根本无法知道该对象或类可能属于哪些类,程序只依靠运行时信息来发现该对象和类的真实信息
反射的作用
- 通过反射可以使程序代码访问装载到JVM 中的类的内部信息
- 获取已装载类的属性信息
- 获取已装载类的方法
- 获取已装载类的构造方法信息
使用反射技术创建对象
1. 通过Class的newInstance()方法
- 该方法要求该Class对象的对应类有无参构造方法
- 执行newInstance()实际上就是执行无参构造方法来创建该类的实例
Class clazz=Class.forName("com.fddqq.reflection.Bean");
Object obj=clazz.newInstance();
//相当于执行语句:
Bean bean = new Bean();
2. 通过Constructor的newInstance()方法
- 先使用Class对象获取指定的Constructor对象
- 再调用Constructor对象的newInstance()创建Class对象对应类的对象
- 通过该方法可选择使用指定构造方法来创建对象
Class clazz=Class.forName("com.fddqq.reflection.Bean");
Constructor cons = clazz.getConstructor(String.class,
int.class, float.class );
Object obj = cons.newInstance( "lkl", 32, 56.5f );
//相当于执行语句:
Bean bean=new Bean("lkl",32,56.5f);
obj = clazz.getConstructor().newInstance();
//相当于执行语句:
Bean bean = new Bean();
反射技术优缺点
反射提高了Java程序的灵活性和扩展性,降低耦合性,提高自适应能力。它允许程序创建和控制任何类的对象,无需提前硬编码目标类
反射是其它一些常用语言,如C、C++、Fortran 或者Pascal等都不具备的
Java反射技术应用领域很广,如软件测试、 EJB、JavaBean等
许多流行的开源框架例如Struts、Hibernate、Spring在实现过程中都采用了该技术
反射的缺点
性能问题
使用反射基本上是一种解释操作,用于字段和方法接入时要远慢于直接代码。因此Java反射机制主要应用在对灵活性和扩展性要求很高的系统框架上,普通程序不建议使用。
使用反射会模糊程序内部逻辑
程序人员希望在源代码中看到程序的逻辑,反射等绕过了源代码的技术,因而会带来维护问题。反射代码比相应的直接代码更复杂。