Java 核心基礎概念深度解析：初始化順序、String 池、傳遞機制、final 三部曲

一、類初始化順序：從父到子、從靜態到實例

程式碼驗證

class Parent {
    static { System.out.println("父類-靜態塊"); }
    { System.out.println("父類-初始化塊"); }
    public Parent() { System.out.println("父類-構造函數"); }
}
class Child extends Parent {
    static { System.out.println("子類-靜態塊"); }
    { System.out.println("子類-初始化塊"); }
    public Child() { System.out.println("子類-構造函數"); }
}
new Child();

輸出順序

父類-靜態塊
子類-靜態塊
父類-初始化塊
父類-構造函數
子類-初始化塊
子類-構造函數

完整順序口訣

1. 父類靜態變量/靜態塊（按代碼順序）
2. 子類靜態變量/靜態塊
3. 父類實例變量/初始化塊
4. 父類構造函數
5. 子類實例變量/初始化塊
6. 子類構造函數

關鍵： 靜態內容類載入時執行（一次），實例內容每 new 執行一次。

二、String 存儲結構與字符串池

雙重存儲

String a = "abc";
// 棧：引用變量 a
// 堆：String 物件（含 char[] value）
// 字符串池（方法區/堆）："abc" 常量

經典面試題解析

String v1 = "ab";
String v2 = "ab";           // true (池中同一物件)
String v3 = new String("ab"); // false (堆中新物件)
String v4 = "abcd";
String v5 = "ab" + "cd";    // true (編譯期常量折疊)
String v6 = v1 + "cd";      // false (運行期 new StringBuilder)
String v7 = CONST + "cd";   // true (CONST 為 compile-time constant)
String v8 = staticVar + "cd"; // false (運行期賦值)
String v9 = v4.intern();    // true (手動入池)

核心結論

• JVM 僅緩存編譯期可確定的常量（final + 常量表達式）
• new String() 強制在堆建立新物件，不入池
• intern() 手動將物件放入池/取得池中引用
• 享元模式應用： String 池是享元模式經典實例，節省記憶體

三、參數傳遞：值傳遞鐵律

鐵律

Java 只有值傳遞。基本型傳值副本，引用型傳引用的副本（指向同一堆物件）。

代碼驗證

void change(int v) { v = 10; }
void change(Obj o) { o = new Obj(); o.val = 10; } // 修改局部引用指向
void add(Obj o) { o.val += 10; } // 修改物件內容

int v = 0; change(v); // v 仍為 0
Obj obj = new Obj(); change(obj); // obj.val 仍為 0
add(obj); // obj.val 變為 10

本質： 傳遞的是棧中的內容（基本值或引用位址），JVM 複製一份給方法參數。

四、final / finally / finalize 三兄弟

finally 執行保證演示

try { throw new RuntimeException(); } 
catch (Exception e) { } 
finally { System.out.println("必執行"); } // 輸出

try { return "ok"; } 
finally { System.out.println("return 前執行"); } // 輸出

for (int i=0; i<3; i++) {
    try { if (i==2) break; }
    finally { System.out.println("break 也執行"); } // 每次循環都執行
}

五、基本類型完整檔案

無損轉換（自動）

byte → short → int → long → float → double
char → int

可能損失精度（需強制轉型）

int → float, long → float, long → double

六、日期時間兩大支柱

Date（舊 API，多方法已棄用）

Date date = new Date();
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
String str = sdf.format(date);
Date parsed = sdf.parse("2023-05-20");

Calendar（推薦舊代碼維護用）

Calendar c = Calendar.getInstance();
c.get(Calendar.YEAR);
c.get(Calendar.MONTH); // 0-based!
c.get(Calendar.DATE);
c.get(Calendar.HOUR_OF_DAY); // 24小時制

現代化：java.time (Java 8+)

LocalDateTime.now();
LocalDate.of(2023, 5, 20);
DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd");
ChronoUnit.DAYS.between(d1, d2);