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Java基础与OOP模块

1. 面向对象的三大特性是什么？封装、继承、多态分别解决了什么问题？

面向对象三大特性是封装、继承、多态。

• 封装：把类的属性和方法打包在一起，对外隐藏内部实现细节，只暴露公开访问方法。

  优点：保护内部数据，防止外部随意篡改；代码内聚，便于修改维护。

  缺点：过度封装会增加类的复杂度。

• 继承：子类复用父类的代码和属性，建立类和类之间的父子关系。

  优点：代码复用，减少重复代码；便于建立类层次体系。

  缺点：强耦合，父类改动会影响所有子类。

• 多态：同一个行为，不同对象有不同实现，调用时根据对象实际类型执行对应方法。

  优点：降低耦合，程序扩展性强，新增实现不用修改原有调用代码。

  缺点：运行时动态绑定，有微小性能损耗；代码阅读难度提升。

应用场景

• 封装：实体类、业务类，把成员变量私有化，提供 get/set。
• 继承：存在明确父子关系，多个子类共用父类通用逻辑，比如动物类作为父类，猫、狗作为子类。
• 多态：面向接口编程，集合框架、Spring 依赖注入，同一个接口不同实现类切换。

2. 接口和抽象类的区别是什么？Java 8 之后接口发生了哪些变化（默认方法/静态方法）？

抽象类：用 abstract 修饰的类，不能实例化，可以包含普通成员变量、构造方法、抽象方法和普通方法（单继承）。

接口：是行为规范定义，Java8 之前只能定义常量和抽象方法；Java8 新增默认方法、静态方法；Java9 增加私有方法（多实现）。

优点

• 抽象类：可以有构造函数，方便子类初始化；能有实例变量，可复用公共状态；支持普通方法。
• 接口：一个类可以实现多个接口，解决 Java 单继承限制；只定义行为，和状态解耦，适合定义规范。 Java8 接口新增默认方法：接口可以提供方法默认实现，升级接口时，旧实现类不用强制重写，兼容老代码；静态方法属于接口本身，只能通过接口名调用。

缺点

• 抽象类：Java 只支持单继承，一个类只能继承一个抽象类，限制扩展；父类改动会影响子类。
• 接口：Java8 之前接口新增抽象方法，所有实现类必须全部重写，破坏向后兼容；默认方法存在多实现冲突问题，多个接口有同名默认方法时子类必须手动解决冲突。

核心区别简要总结：

① 抽象类是类，单继承；接口是规范，多实现

② 抽象类可以有构造器、实例变量；Java8 前接口只能常量 + 抽象方法

③ 抽象类用 extends；接口用 implements

④ 抽象类侧重代码复用；接口侧重行为定义

Java8 接口变化：增加默认方法 default和静态方法 static。

3. 方法重写(Override)和方法重载(Overload)的区别？

• 重载 Overload：同一个类里面，方法名相同，参数列表不同（参数个数、类型、顺序），和返回值、访问修饰符无关。属于编译期静态绑定，编译阶段就确定调用哪个方法。
• 重写 Override：子类定义和父类一模一样的方法（方法名、参数列表、返回值，协变返回类型允许），子类覆盖父类实现。属于运行期动态绑定，运行时看对象实际类型执行方法。（实现多态）

优点

• 重载：同一个功能方法，支持多种参数形式，方法名统一，可读性好。
• 重写：实现多态，子类可以改写父类逻辑，扩展原有行为。

缺点

• 重载：只看参数，容易写出参数相近的方法，造成调用歧义。
• 重写：父类方法签名改动，子类重写会失效；容易写错签名变成重载而非重写，建议加 @Override 注解检查。

应用场景

• 重载：构造方法重载；工具类方法，比如多个版本 print 方法。
• 重写：子类扩展父类逻辑，比如 Spring 中重写生命周期方法；equals、toString 方法重写。

4. String、StringBuffer、StringBuilder 的区别？为什么 String 设计为不可变？

1. String：字符串，底层 Java8 是 char []，Java9 + 是 byte []，不可变，一旦创建内容不能修改，拼接会生成新 String 对象。
2. StringBuffer：可变字符序列，方法加synchronized，线程安全。
3. StringBuilder：可变字符序列，无同步锁，线程不安全。

为什么 String 设计成不可变： ① 字符串常量池复用，节约内存；② 哈希值只需要计算一次，适合做 HashMap 的 key；③ 线程天然安全，并发场景不用同步；④ 参数传递安全，防止被意外篡改。

优缺点：

• String：优点常量池复用、hash 缓存、线程安全；缺点频繁拼接产生大量中间对象，GC 压力大。
• StringBuilder：优点性能高；缺点多线程并发操作会数据错乱。
• StringBuffer：优点多线程安全；缺点同步锁带来性能损耗。

应用场景：

• String：字符串几乎不修改，定义固定文本。
• StringBuilder：单线程循环拼接字符串（日常开发首选）。
• StringBuffer：老项目多线程并发拼接，现在很少使用。

5.请说出 == 和 equals 方法的区别是什么？Object.equals 的默认行为是什么？

==:

• 基本数据类型：== 比较值；基本类型没有 equals 方法。
• 引用类型：== 比较对象内存地址，判断是不是同一个对象。

equals:

• Object 中 equals 默认实现就是比较对象地址。 像 String、Integer 等类重写了 equals，改为比较对象内容是否相等。

应用场景：

• ==：基本类型判等；判断两个引用是否指向同一个对象。

• equals：字符串、实体类，比较两个对象业务内容是否一致，调用前最好判空。

6.equals 和 hashCode 的契约是什么？为什么重写 equals 必须重写 hashCode？两个对象 hashCode 相同，equals 一定相同吗？反过来呢？

equals 和 hashCode 的契约是：

1. 如果两个对象equals相等，那么它们的hashCode必须相等；
2. 如果两个对象hashCode相等，equals 不一定相等（哈希碰撞）；
3. 对象不变的前提下，多次调用 hashCode 返回值保持一致。

为什么重写 equals 必须重写 hashCode： Object 原生 hashCode 根据对象内存地址生成。只重写 equals 不重写 hashCode，两个 equals 为 true 的对象，hashCode 值会不同。HashSet、HashMap 在判断对象是否重复时，会先对比 hashCode，hashCode 不一样就直接判定是两个对象，最终出现重复存储、查询不到数据的 bug。

两个对象 hashCode 相同，equals 不一定相同（哈希碰撞，不同对象算出一样 hash 值）； 反过来，如果 equals 返回 true，hashCode 一定相同（遵守契约）。

应用场景：

​ 重写实体类 equals 时，一定要同步重写 hashCode；对象要放入 HashMap、HashSet 的时候必须遵守这个契约。

作者：bingbing-blog

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