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Java面试系列总结：JavaSE基础（2）常用 API_面试javase中的常用类型、api整理

作者：笔触狂放9 | 2024-04-12 16:07:08

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面试javase中的常用类型、api整理

1. Math.round(11.5)等于多少？Math.round(- 11.5) 又等于多少?

Math.round(11.5)的返回值是 12，Math.round(-11.5)的返回值是-11。
四舍五入的原理是在参数上加 0.5然后进行取整。

2. switch 是否能作用在 byte 上，是否能作用在 long 上，是否能作用在 String上?

Java5以前switch(expr)中，expr 只能是 byte、short、char、int。从 Java 5 开始，Java 中引入了枚举类型，expr 也可以是 enum 类型。
从Java 7 开始，expr 还可以是字符串（String），但是长整型（long）在目前所有的版本中都是不可以的。

3. 数组有没有length() 方法？String有没有length() 方法？

数组没有 length()方法，而是有 length 的属性。String 有 length()方法。JavaScript 中，获得字符串的长度是通过 length 属性得到的，这一点容易和 Java 混淆。

4. String 、StringBuilder 、StringBuffer的区别？

Java平台提供了两种类型的字符串：String和StringBuffer/StringBuilder，它们都可以储存和操作字符串，区别如下。

1）String是只读字符串，也就意味着String引用的字符串内容是不能被改变的。初学者可能会有这样的误解：

String str = “abc”； 
str = “bcd”; 
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如上，字符串str明明是可以改变的呀！其实不然，str仅仅是一个引用对象，它指向一个字符串对象“abc”。第二行代码的含义是让 str 重新指向了一个新的字符串“bcd”对象，而“abc”对象并没有任何改变，只不过该对象已经成为一个不可及对象罢了。

2）StringBuffer/StringBuilder 表示的字符串对象可以直接进行修改。

3）StringBuilder是Java5中引入的，它和 StringBuffer的方法完全相同，区别在于它是在单线程环境下使用的，因为它的所有方法都没有被synchronized修饰，因此它的效率理论上也比StringBuffer要高。

5. 什么情况下用“+”运算符进行字符串连接比调用 StringBuffer/StringBuilder 对象的append方法连接字符串性能更好？

该题来自华为。
字符串是Java程序中最常用的数据结构之一。在Java中String类已经重载了"+"。也就是说，字符串可以直接使用"+"进行连接，如下面代码所示：

String s = "abc" + "ddd"; 
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但这样做真的好吗？当然，这个问题不能简单地回答 yes or no。要根据具体情况来定。在 Java 中提供了一个StringBuilder类（这个类只在J2SE5及以上版本提供，以前的版本使用StringBuffer类），这个类也可以起到"+"的作用。那么我们应该用哪个呢？

下面让我们先看看如下的代码：

package string; 

public class TestSimplePlus { 
    public static void main(String[] args) { 
        String s = "abc"; 
        String ss = "ok" + s + "xyz" + 5; 
        System.out.println(ss); 
    }
}
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上面的代码将会输出正确的结果。从表面上看，对字符串和整型使用"+"号并没有什么区别，但事实真的如此吗？下面让我们来看看这段代码的本质。

我们首先使用反编译工具（如jdk带的javap、或jad）将 TestSimplePlus反编译成Java Byte Code，其中的奥秘就一目了然了。在本文将使用jad来反编译，命令如下：

jad -o -a -s d.java TestSimplePlus.class 
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反编译后的代码如下：

package string; 

import java.io.PrintStream; 

public class TestSimplePlus { 

    public TestSimplePlus() { 
        //    0    0:aload_0          
        //    1    1:invokespecial   #8   <Method void Object()> 
        //    2    4:return           
    } 

    public static void main(String args[]) { 
        String s = "abc"; 
        //    0    0:ldc1            #16  <String "abc"> 
        //    1    2:astore_1         
        String ss = (new StringBuilder("ok")).append(s).append("xyz").append(5).toString(); 
        //    2    3:new             #18  <Class StringBuilder> 
        //    3    6:dup              
        //    4    7:ldc1            #20  <String "ok"> 
        //    5    9:invokespecial   #22  <Method void StringBuilder(String)> 
        //    6   12:aload_1          
        //    7   13:invokevirtual   #25  <Method StringBuilder StringBuilder.append(String)> 
        //    8   16:ldc1            #29  <String "xyz"> 
        //    9   18:invokevirtual   #25  <Method StringBuilder StringBuilder.append(String)> 
        //   10   21:iconst_5         
        //   11   22:invokevirtual   #31  <Method StringBuilder StringBuilder.append(int)> 
        //   12   25:invokevirtual   #34  <Method String StringBuilder.toString()> 
        //   13   28:astore_2         
        System.out.println(ss); 
        //   14   29:getstatic       #38  <Field PrintStream System.out> 
        //   15   32:aload_2          
        //   16   33:invokevirtual   #44  <Method void PrintStream.println(String)> 
        //   17   36:return           
    } 
}

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读者可能看到上面的Java字节码感到迷糊，不过大家不必担心。本文的目的并不是讲解Java Byte Code，因此，并不用了解具体的字节码的含义。

使用 jad 反编译的好处之一就是可以同时生成字节码和源代码。这样可以进行对照研究。从上面的代码很容易看出，虽然在源程序中使用了"+"，但在编译时仍然将"+"转换成StringBuilder。因此，我们可以得出结论，在 Java 中无论使用何种方式进行字符串连接，实际上都使用的是 StringBuilder。

那么是不是可以根据这个结论推出使用"+“和StringBuilder的效果是一样的呢？这个要从两个方面的解释。如果从运行结果来解释，那么”+"和StringBuilder是完全等效的。但如果从运行效率和资源消耗方面看，那它们将存在很大的区别。

当然，如果连接字符串行表达式很简单（如上面的顺序结构），那么"+"和StringBuilder基本是一样的，但如果结构比较复杂，如使用循环来连接字符串，那么产生的 Java Byte Code 就会有很大的区别。先让我们看看如下的代码：

package string; 

import java.util.*; 

public class TestComplexPlus { 
    public static void main(String[] args) { 
        String s = ""; 
        Random rand = new Random(); 
        for (int i = 0; i < 10; i++) { 
            s = s + rand.nextInt(1000) + " "; 
        } 
        System.out.println(s); 
    } 
} 
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上面的代码返编译后的 Java Byte Code 如下：

package string; 

import java.io.PrintStream; 
import java.util.Random; 

public class TestComplexPlus { 
    
    public TestComplexPlus() { 
        //    0    0:aload_0          
        //    1    1:invokespecial   #8   <Method void Object()> 
        //    2    4:return           
    } 

    public static void main(String args[]) { 
        String s = ""; 
        //    0    0:ldc1            #16  <String ""> 
        //    1    2:astore_1         
        Random rand = new Random(); 
        //    2    3:new             #18  <Class Random> 
        //    3    6:dup              
        //    4    7:invokespecial   #20  <Method void Random()> 
        //    5   10:astore_2         
        for(int i = 0; i < 10; i++) 
        //*   6   11:iconst_0         
        //*   7   12:istore_3         
        //*   8   13:goto            49 
            s = (new StringBuilder(String.valueOf(s))).append(rand.nextInt(1000)).append(" ").t oString(); 
        //    9   16:new             #21  <Class StringBuilder> 
        //   10   19:dup              
        //   11   20:aload_1          
        //   12   21:invokestatic    #23  <Method String String.valueOf(Object)> 
        //   13   24:invokespecial   #29  <Method void StringBuilder(String)> 
        //   14   27:aload_2          
        //   15   28:sipush          1000 
        //   16   31:invokevirtual   #32  <Method int Random.nextInt(int)> 
        //   17   34:invokevirtual   #36  <Method StringBuilder StringBuilder.append(int)> 
        //   18   37:ldc1            #40  <String " "> 
        //   19   39:invokevirtual   #42  <Method StringBuilder StringBuilder.append(String)> 
        //   20   42:invokevirtual   #45  <Method String StringBuilder.toString()> 
        //   21   45:astore_1         
        //   22   46:iinc            3  1 
        //   23   49:iload_3          
        //   24   50:bipush          10 
        //   25   52:icmplt          16 
        System.out.println(s); 
        //   26   55:getstatic       #49  <Field PrintStream System.out> 
        //   27   58:aload_1          
        //   28   59:invokevirtual   #55  <Method void PrintStream.println(String)> 
        //   29   62:return           
    } 
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大家可以看到，虽然编译器将"+"转换成了StringBuilder，但创建StringBuilder对象的位置却在for语句内部。这就意味着每执行一次循环，就会创建一个StringBuilder对象（对于本例来说，是创建了10个StringBuilder对象），虽然Java有垃圾回收器，但这个回收器的工作时间是不定的。如果不断产生这样的垃圾，那么仍然会占用大量的资源。解决这个问题的方法就是在程序中直接使用StringBuilder来连接字符串，代码如下：

package string; 

import java.util.*; 

public class TestStringBuilder { 

    public static void main(String[] args) { 
        String s = ""; 
        Random rand = new Random(); 
        StringBuilder result = new StringBuilder(); 
        for (int i = 0; i < 10; i++) { 
            result.append(rand.nextInt(1000)); 
            result.append(" "); 
        } 
        System.out.println(result.toString()); 
    } 
}
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上面代码反编译后的结果如下：

package string; 

import java.io.PrintStream; 
import java.util.Random; 

public class TestStringBuilder { 

    public TestStringBuilder() { 
        //    0    0:aload_0          
        //    1    1:invokespecial   #8   <Method void Object()> 
        //    2    4:return           
    }

    public static void main(String args[]) { 
        String s = ""; 
        //    0    0:ldc1            #16  <String ""> 
        //    1    2:astore_1         
        Random rand = new Random(); 
        //    2    3:new             #18  <Class Random> 
        //    3    6:dup              
        //    4    7:invokespecial   #20  <Method void Random()> 
        //    5   10:astore_2         
        StringBuilder result = new StringBuilder(); 
        //    6   11:new             #21  <Class StringBuilder> 
        //    7   14:dup              
        //    8   15:invokespecial   #23  <Method void StringBuilder()> 
        //    9   18:astore_3         
        for(int i = 0; i < 10; i++) 
        //*  10   19:iconst_0         
        //*  11   20:istore          4 
        //*  12   22:goto            47 
        { 
            result.append(rand.nextInt(1000)); 
        //   13   25:aload_3          
        //   14   26:aload_2          
        //   15   27:sipush          1000 
        //   16   30:invokevirtual   #24  <Method int Random.nextInt(int)> 
        //   17   33:invokevirtual   #28  <Method StringBuilder StringBuilder.append(int)> 
        //   18   36:pop              
            result.append(" "); 
        //   19   37:aload_3          
        //   20   38:ldc1            #32  <String " "> 
        //   21   40:invokevirtual   #34  <Method StringBuilder StringBuilder.append(String)> 
        //   22   43:pop              
        } 
        //   23   44:iinc            4  1 
        //   24   47:iload           4 
        //   25   49:bipush          10 
        //   26   51:icmplt          25 
        System.out.println(result.toString()); 
        //   27   54:getstatic       #37  <Field PrintStream System.out> 
        //   28   57:aload_3          
        //   29   58:invokevirtual   #43  <Method String StringBuilder.toString()> 
        //   30   61:invokevirtual   #47  <Method void PrintStream.println(String)> 
        //   31   64:return           
    } 
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从上面的反编译结果可以看出，创建StringBuilder的代码被放在了for语句外。虽然这样处理在源程序中看起来复杂，但却换来了更高的效率，同时消耗的资源也更少了。

在使用StringBuilder时要注意，尽量不要"+"和StringBuilder混着用，否则会创建更多的StringBuilder对象，如下面代码所：

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    result.append(rand.nextInt(1000));
    result.append(" ");
} 
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改成如下形式：

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    result.append(rand.nextInt(1000) + " "); 
} 
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则反编译后的结果如下：

for(int i = 0; i < 10; i++)   
//*  10   19:iconst_0           
//*  11   20:istore          4   
//*  12   22:goto            65    
{     
result.append((new StringBuilder(String.valueOf(rand.nextInt(1000)))).append(" ").toString()); 
//   13   25:aload_3            
//   14   26:new             #21  <Class StringBuilder>   
//   15   29:dup    
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从上面的代码可以看出，Java编译器将"+"编译成了StringBuilder，这样for语句每循环一次，又创建了一个StringBuilder对象。

如果将上面的代码在JDK1.4下编译，必须将StringBuilder改为StringBuffer，而JDK1.4将"+"转换为StringBuffer（因为JDK1.4并没有提供StringBuilder类）。StringBuffer和StringBuilder的功能基本一样，只是StringBuffer是线程安全的，而StringBuilder不是线程安全的。因此，StringBuilder的效率会更高。

6. 请说出下面程序的输出

class StringEqualTest { 
    public static void main(String[] args) { 
        String s1 = "Programming"; 
        String s2 = new String("Programming"); 
        String s3 = "Program"; 
        String s4 = "ming"; 
        String s5 = "Program" + "ming"; 
        String s6 = s3 + s4; 
        System.out.println(s1 == s2);               //false         
        System.out.println(s1 == s5);               //true        
        System.out.println(s1 == s6);               //false         
        System.out.println(s1 == s6.intern());      //true       
        System.out.println(s2 == s2.intern());      //false  
    }
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补充：解答上面的面试题需要知道如下两个知识点：

String对象的intern（）方法会得到字符串对象在常量池中对应的版本的引用（如果常量池中有一个字符串与 String 对象的 equals结果是 true），如果常量池中没有对应的字符串，则该字符串将被添加到常量池中，然后返回常量池中字符串的引用；
字符串的+操作其本质是创建了StringBuilder 对象进行 append 操作，然后将拼接后的 StringBuilder 对象用 toString 方法处理成 String 对象，这一点可以用 javap -c StringEqualTest.class 命令获得 class 文件对应的 JVM 字节码指令就可以看出来。

7. 如何取得年月日、小时分钟秒？

public class DateTimeTest { 
    public static void main(String[] args) { 
        Calendar cal = Calendar.getInstance(); 
        System.out.println(cal.get(Calendar.YEAR)); 
        System.out.println(cal.get(Calendar.MONTH)); // 0 - 11 
        System.out.println(cal.get(Calendar.DATE)); 
        System.out.println(cal.get(Calendar.HOUR_OF_DAY)); 
        System.out.println(cal.get(Calendar.MINUTE)); 
        System.out.println(cal.get(Calendar.SECOND)); 
        // Java 8 
        LocalDateTime dt = LocalDateTime.now(); 
        System.out.println(dt.getYear());  
        System.out.println(dt.getMonthValue()); // 1 - 12 
        System.out.println(dt.getDayOfMonth()); 
        System.out.println(dt.getHour()); 
        System.out.println(dt.getMinute()); 
        System.out.println(dt.getSecond()); 
    } 
} 
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8. 如何取得从 1970 年 1 月 1 日 0 时 0 分 0 秒到现在的毫秒数？

Calendar.getInstance().getTimeInMillis();  //第一种方式 
System.currentTimeMillis();  //第二种方式 
// Java 8 
Clock.systemDefaultZone().millis();  
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9. 如何取得某月的最后一天？

//获取当前月第一天： 
Calendar c = Calendar.getInstance();     
c.add(Calendar.MONTH, 0); 
c.set(Calendar.DAY_OF_MONTH,1);//设置为 1 号,当前日期既为本月第一天 
String first = format.format(c.getTime()); 6. System.out.println("===============first:"+first); 

//获取当前月最后一天 
Calendar ca = Calendar.getInstance();    
ca.set(Calendar.DAY_OF_MONTH, ca.getActualMaximum(Calendar.DAY_OF_MONTH)); 
String last = format.format(ca.getTime()); 
System.out.println("===============last:"+last); 

//Java 8  
LocalDate today = LocalDate.now();  
//本月的第一天  
LocalDate firstday = LocalDate.of(today.getYear(),today.getMonth(),1);  
//本月的最后一天  
LocalDate lastDay =today.with(TemporalAdjusters.lastDayOfMonth());  
System.out.println("本月的第一天"+firstday);  
System.out.println("本月的最后一天"+lastDay); 
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10. 如何格式化日期？

1）Java.text.DataFormat 的子类（如 SimpleDateFormat 类）中的 format(Date)方法可将日期格式化。

2）Java 8 中可以用 java.time.format.DateTimeFormatter 来格式化时间日期，代码如下所示：

import java.text.SimpleDateFormat; 
import java.time.LocalDate; 
import java.time.format.DateTimeFormatter; 
import java.util.Date; 

class DateFormatTest { 

    public static void main(String[] args) { 
        SimpleDateFormat oldFormatter = new SimpleDateFormat("yyyy/MM/dd"); 
        Date date1 = new Date(); 
        System.out.println(oldFormatter.format(date1)); 
        // Java 8 
        DateTimeFormatter newFormatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy/MM/dd"); 
        LocalDate date2 = LocalDate.now(); 
        System.out.println(date2.format(newFormatter)); 
    }
} 
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补充	Java的时间日期API一直以来都是被诟病的东西，为了解决这一问题，Java 8中引入了新的时间日期API，其中包括 LocalDate、LocalTime、LocalDateTime、Clock、Instant 等类，这些的类的设计都使用了不变模式，因此是线程安全的设计。

11. 打印昨天的当前时刻？

import java.util.Calendar; 

class YesterdayCurrent { 
    public static void main(String[] args){ 
        Calendar cal = Calendar.getInstance(); 
        cal.add(Calendar.DATE, -1); 
        System.out.println(cal.getTime()); 
    } 
} 

//java-8 
import java.time.LocalDateTime;

class YesterdayCurrent { 
    public static void main(String[] args) { 
        LocalDateTime today = LocalDateTime.now(); 
        LocalDateTime yesterday = today.minusDays(1); 
        System.out.println(yesterday); 
    } 
} 
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12. Java 8日期/时间特性？

Java 8日期/时间API是JSR-310 的实现，它的实现目标是克服旧的日期时间实现中所有的缺陷，新的日期/时间API的一些设计原则是：

不变性：新的日期/时间API中，所有的类都是不可变的，这对多线程环境有好处。
关注点分离：新的API将人可读的日期时间和机器时间（unix timestamp）明确分离，它为日期（Date）、时间（Time）、日期时间（DateTime）、时间戳（unix timestamp）以及时区定义了不同的类。
清晰：在所有的类中，方法都被明确定义用以完成相同的行为。举个例子，要拿到当前实例我们可以使用now()方法，在所有的类中都定义了format()和parse()方法，而不是像以前那样专门有一个独立的类。为了更好的处理问题，所有的类都使用了工厂模式和策略模式，一旦你使用了其中某个类的方法，与其他类协同工作并不困难。
实用操作：所有新的日期/时间API类都实现了一系列方法用以完成通用的任务，如：加、减、格式化、解析、从日期/时间中提取单独部分，等等。
可扩展性：新的日期/时间API是工作在ISO-8601日历系统上的，但我们也可以将其应用在非ISO的日历上。

13. Java 8日期/时间API包解释？

java.time包：这是新的Java日期/时间API的基础包，所有的主要基础类都是这个包的一部分，如：LocalDate, LocalTime, LocalDateTime, Instant, Period, Duration等等。所有这些类都是不可变的和线程安全的，在绝大多数情况下，这些类能够有效地处理一些公共的需求。
java.time.chrono包：这个包为非 ISO 的日历系统定义了一些泛化的 API，我们可以扩展 AbstractChronology类来创建自己的日历系统。
java.time.format包：这个包包含能够格式化和解析日期时间对象的类，在绝大多数情况下，我们不应该直接使用它们，因为java.time包中相应的类已经提供了格式化和解析的方法。
java.time.temporal包：这个包包含一些时态对象，我们可以用其找出关于日期/时间对象的某个特定日期或时间，比如说，可以找到某月的第一天或最后一天。你可以非常容易地认出这些方法，因为它们都具有“withXXX”的格式。
java.time.zone包：这个包包含支持不同时区以及相关规则的类。

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