java基础面试题

面向对象

1. 什么是面向对象编程 (OOP)?

面向对象编程是一种程序设计范式，它将数据和对数据的操作封装在对象中，通过对象之间的交互来完成程序功能。

核心思想：

• 将现实世界的事物抽象为对象
• 对象包含属性（数据）和方法（行为）
• 通过对象间的协作完成任务

示例：

// 买只猫，猫有抓老鼠的方法，对象本身具有的方法
Cat cat = new Cat();
cat.catchMouse(); // 调用对象的方法

---

2. 面向对象的三大基本特征

2.1 封装 (Encapsulation)

定义： 把数据和操作数据的方法包装起来，对外隐藏内部实现细节，只能通过已定义的接口访问。

实现方式：

• 使用 private、protected、public 等访问修饰符控制访问权限
• 提供公共的 getter/setter 方法访问私有属性

优点：

• 提高安全性，防止外部直接修改数据
• 降低耦合，便于维护和复用
• 隐藏实现细节，使用者无需关心内部逻辑

示例：

class Student {
    private String name;  // 私有属性
    private int age;
    
    // 公共的 getter/setter 方法
    public String getName() {
        return name;
    }
    
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

---

2.2 继承 (Inheritance)

定义： 子类继承父类的特征和行为（属性和方法），使子类自动拥有父类的非私有成员。

关键字： extends（类继承）、implements（接口实现）

优点：

• 减少代码重复，提高复用性
• 建立类与类之间的关系，为多态奠定基础
• 便于代码扩展和维护

特点：

• 子类拥有父类非 private 的属性和方法
• 子类可以重写（override）父类的方法
• Java 不支持多继承（一个类只能有一个直接父类），但支持多层继承
• 所有类都继承自 java.lang.Object 类

示例：

// 父类
class Animal {
    protected String name;
    
    public void eat() {
        System.out.println("动物在吃东西");
    }
}

// 子类
class Cat extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫在吃鱼");
    }
    
    public void catchMouse() {
        System.out.println("猫在抓老鼠");
    }
}

注意事项：

• final 修饰的类不能被继承
• final 修饰的方法不能被重写
• 构造方法不能被继承

---

2.3 多态 (Polymorphism)

定义： 同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。

实现条件：

1. 要有继承关系
2. 要有方法重写
3. 要有父类引用指向子类对象

表现形式：

• 编译时多态（静态多态）： 方法重载（Overload）
• 运行时多态（动态多态）： 方法重写（Override）

优点：

• 降低耦合，提高灵活性
• 增强代码的可扩展性和可维护性
• 使代码更通用，便于统一处理

示例：

// 父类引用指向子类对象
Animal animal = new Cat();  // 向上转型
animal.eat();  // 调用的是 Cat 类重写的 eat() 方法

// 向下转型
if (animal instanceof Cat) {
    Cat cat = (Cat) animal;
    cat.catchMouse();  // 调用子类特有的方法
}

instanceof 关键字：

• 用于判断对象是否是某个类的实例
• 语法：object instanceof Class
• 常用于类型转换前的安全检查

---

3. 面向对象的其他重要概念

3.1 抽象 (Abstraction)

定义： 提取事物的共同特征，忽略不相关的细节，形成抽象类或接口。

实现方式：

• 使用 abstract 关键字声明抽象类或抽象方法
• 抽象方法只有声明，没有实现体
• 抽象类不能实例化，必须由子类继承并实现抽象方法

抽象类的特点：

• 抽象类不一定包含抽象方法，但有抽象方法的类必须是抽象类
• 抽象类可以有普通方法和属性
• 子类必须实现父类的所有抽象方法，否则子类也是抽象类
• 抽象类不能用 final 修饰

示例：

// 抽象类
abstract class Vehicle {
    protected String name;
    
    // 抽象方法
    public abstract void run();
    
    // 普通方法
    public void stop() {
        System.out.println("停在路上");
    }
}

// 具体实现类
class Car extends Vehicle {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("汽车用汽油驱动行驶");
    }
}

---

3.2 接口 (Interface)

定义： 接口的抽象方法的集合，定义了类应该实现的行为规范。

特点：

• 接口中的方法默认是 public abstract 的
• 接口中的变量默认是 public static final 的
• 接口不能被实例化，需要被类实现
• 接口支持多继承（一个接口可以继承多个接口）
• 类可以实现多个接口

示例：

// 定义接口
interface Payable {
    // 常量
    double MIN_AMOUNT = 0.01;
    
    // 抽象方法
    void pay(double amount);
}

// 实现接口
class Alipay implements Payable {
    @Override
    public void pay(double amount) {
        System.out.println("使用支付宝支付：" + amount);
    }
}

JDK8+ 新特性：

• 接口可以有 default 方法（带方法体的默认方法）
• 接口可以有 static 方法（静态方法）

interface Payable {
    // 默认方法
    default void beforePay() {
        System.out.println("支付前验证");
    }
    
    // 静态方法
    static void log(String msg) {
        System.out.println("日志：" + msg);
    }
}

---

3.3 方法重载 (Overload) vs 方法重写 (Override)

对比项	重载 (Overload)	重写 (Override)
发生位置	同一个类中	父子类之间
方法名	相同	相同
参数列表	必须不同（类型/个数/顺序）	必须相同
返回类型	可以不同	必须相同或是其子类型
访问修饰符	可以不同	不能比父类更严格
异常处理	可以不同	不能抛出更多受检异常

重载示例：

class Calculator {
    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
    
    public double add(double a, double b) {
        return a + b;
    }
    
    public int add(int a, int b, int c) {
        return a + b + c;
    }
}

重写示例：

class Animal {
    public void makeSound() {
        System.out.println("动物发出声音");
    }
}

class Dog extends Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("汪汪汪");
    }
}

---

4. 面向对象 vs 面向过程

对比项	面向过程	面向对象
核心思想	按步骤执行	对象协作
关注点	过程和步骤	对象和职责
适用场景	简单任务、性能要求高	复杂系统、需求多变
优缺点	性能好，但复用性差、维护困难	易复用、易维护，但性能略低
代表语言	C	Java、C++、Python

示例对比：

// 面向过程：把大象装进冰箱
openFridge();      // 1. 打开冰箱门
putElephantIn();   // 2. 把大象放进去
closeFridge();     // 3. 关上冰箱门

// 面向对象
Fridge fridge = new Fridge();
fridge.open();
fridge.put(new Elephant());
fridge.close();

---