Java 基礎面試題精選（一）：語言特性、集合框架、JVM 記憶體、類載入、字串處理

8. & vs &&（位運算 vs 短路邏輯）

• &：邏輯與（雙邊必算）或位運算
• &&：短路與，左邊 false 右邊不執行
• 實戰：if (str != null && !str.isEmpty()) 順序不可換，& 會拋 NPE

9. JVM 記憶體三區

String s = new String("hello");
// s 在 Stack
// new String() 物件在 Heap
// "hello" 字面量在 Static Area

補充：Java 6+ 逃逸分析 可將未逃逸物件分配在 Stack（標量替換），提升效能。

10. Math.round 四捨五入規則

• Math.round(11.5) → 12
• Math.round(-11.5) → -11
• 原理：參數 + 0.5 後向下取整（floor(x + 0.5)）

11. switch 支援型別演進

• Java 5-：byte, short, char, int
• Java 5+：+ enum
• Java 7+：+ String
• 所有版本：不支援 long

12. 位運算高效乘除

• 2 * 8 → 2 << 3（左移 3 位 = 乘 2³）
• num * 31 → (num << 5) - num（HashCode 常用優化，現代 JVM 自動優化）

13. length vs length()

• 陣列：arr.length（屬性）
• String：str.length()（方法）
• JS 混淆點：JS 字串用 .length 屬性

14. 跳出多層迴環

outer: for (int i=0; i<10; i++) {
    for (int j=0; j<10; j++) {
        if (condition) break outer; // 標籤 break
    }
}

建議：慎用標籤 break/continue，易降低可讀性，優先重構為方法返回。

15-17. 建構子、重載、重寫、String final

• 建構子不可繼承、不可重寫，可重載
• Overload：同類、同名、參數列表不同（型別/個數/順序），與返回型別無關
• Override：子類覆寫父類，返回型別兼容、拋出異常子集、存取權限不嚴格於父類
• String 為 final 類，**不可繼承**。復用請用組合/委派

16. equals/hashCode 契約（核心考點）

1. x.equals(y) == true → x.hashCode() == y.hashCode() 必須成立
2. hashCode() 相等 → equals() 不一定相等（哈希碰撞）
3. 違反契約後果：HashSet 可存入「相等」重複物件、HashMap 效能退化為 O(n)

高質量 equals 實作清單：

1. == 檢查同一引用
2. instanceof 檢查型別
3. 關鍵屬性逐一比較
4. 驗證對稱性、傳遞性、一致性
5. 重寫 equals 必重寫 hashCode
6. 參數保持 Object，加 @Override

18. Java 參數傳遞：值傳遞

• 基本型別：傳值副本
• 引用型別：傳引用的副本（指向同一物件）
• 方法內修改物件屬性 → 影響外部；方法內改變引用指向 → 不影響外部
• C/C++/C# 支援引用/輸出參數，Java 不支援（常用 Wrapper 類或單元素陣列模擬）

21. 類載入機制與雙親委派

1. 載入：讀取 .class → 字節陣列 → 生成 Class 物件
2. 連接：驗證 → 準備（static 變數賦預設值） → 解析（符號引用→直接引用）
3. 初始化：執行 static 區塊、static 變數賦值、父類優先初始化

四大類載入器

雙親委派 (PDM)：請求父載入器 → 父無法載入 → 子自行載入。優勢：避免核心類被竄改、確保類載入唯一性。

22. char 儲存中文

• 可儲存。Java 內部使用 Unicode (UTF-16)，char 佔 2 bytes (16 bits)，涵蓋基本多文種平面 (BMP) 所有漢字
• JVM 內部 Unicode，外部需編碼轉換 → InputStreamReader/OutputStreamWriter（適配器模式）

23. 抽象類 vs 介面

24. 靜態內部類 vs 非靜態內部類

• Static Nested Class：無需外部類實例即可 new Outer.Nested()
• Inner Class：需 new Outer().new Inner()，持有外部類引用
• 靜態方法中建立內部類：new Outer().new Inner()（無 this）

25. Java 記憶體洩漏

• 理論上 GC 避免洩漏，實務上無用但可達物件 導致洩漏
• 典型場景：Hibernate Session (一級快取) 未 close/flush、靜態集合持有物件引用、監聽器未移除
• 後果：OutOfMemoryError、Disk Paging、效能急劇下降

26. abstract 方法限制

abstract 不能與 static、native、synchronized 共存。原因：需子類重寫，但 static/native/synchronized 涉及具體實現細節，互斥。

27-28. static 變數與方法

• static 變數：屬於類，全類共享單一拷貝
• 實例變數：屬於物件，需 new 後存取
• static 方法不可直接呼叫非 static 方法/欄位（無 this）

29. 物件克隆兩大路徑

1. 實作 Cloneable + 重寫 clone()（淺拷貝，需手動深拷貝）
2. 實作 Serializable + 序列化/反序列化（**真正深度克隆**，編譯期型別檢查，優於 clone()）

30. GC 機制與分代收集

• 觸發：System.gc() / Runtime.gc()（僅建議，JVM 可忽略）
• 演算法：標記-清除、複製、標記-整理、分代收集
• 分代區域：
  • 新生代：Eden + From Survivor + To Survivor（Minor GC）
  • 老年代：多次存活晉升、大物件直入（Major/Full GC）
  • 永久代/元空間：類元資料、常數池
• 關鍵 JVM 參數：-Xms/Xmx、-Xmn、-XX:+PrintGCDetails、-XX:NewRatio、-XX:SurvivorRatio、-XX:MaxTenuringThreshold

31. String 物件計數

String s = new String("xyz");
// 2 個物件："xyz" (常量池) + new String() (Heap)

32-35. 介面/抽象類繼承規則、匿名內部類、內部類存取

• 介面可多重繼承介面；抽象類可實作介面、繼承具體類/抽象類
• .java 檔最多 一個 public 類，檔名必須同名
• 匿名內部類：可繼承類或實作介面，常用於事件監聽
• 內部類可存取外部類所有成員（含 private）

36. final 三大用法

1. 修飾類：不可繼承
2. 修飾方法：不可重寫
3. 修飾變數：只能賦值一次（常量）

37. 初始化順序輸出題

class A { static { print(1); } { print(2); } A() { print(3); } }
class B extends A { static { print(4); } { print(5); } B() { print(6); } }
new B(); new B();
// 輸出：1 4 2 3 5 6  2 3 5 6
// 靜態區塊僅類載入時執行一次

38-40. 型別轉換、字串反轉、編碼轉換

• 字串→基本型別：Integer.parseInt()、Integer.valueOf()
• 基本型別→字串：String.valueOf()、"" + val
• 遞歸反轉字串：reverse(s) = reverse(s.substring(1)) + s.charAt(0)
• GB2312 → ISO-8859-1：new String(s.getBytes("GB2312"), "ISO-8859-1")

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