Java的Object是所有引用类型的父类,定义的方法 按照用途可以分为以下几种:
(1)构造函数
(2)hashCode() 和 equals() 函数用来判断对象是否相同
(3)wait()、wait(long)、wait(long,int)、notify()、 notifyAll() 线程等待和唤醒
(4)toString()
(5)getClass() 获取运行时类型
(5)clone()
(6)finalize() 用于在垃圾回收。
这些方法经常会被问题到,所以需要记得。
由这几类方法涉及到的知识点非常多,我们现在总结一下根据这几个方法涉及的面试题。
涉及到的方法就是clone()。克隆就是为了快速构造一个和已有对象相同的副本。如果克隆对象,一般需要先创建一个对象,然后将原对象中的数据导入到新创建的对象中去,而不用根据已有对象进行手动赋值操作。
任何克隆的过程最终都将到达java.lang.Object 的clone()方法,而其在Object接口中定义如下
protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;
在面试中需要分清深克隆与浅克隆。克隆就是复制一个对象的复本。但一个对象中可能有基本数据类型,也同时含有引用类型。克隆后得到的新对象的基本类型的值修改了,原对象的值不会改变,这种适合shadow clone(浅克隆)。
如果你要改变一个非基本类型的值时,原对象的值却改变了,比如一个数组,内存中只copy地址,而这个地址指向的值并没有 copy。当clone时,两个地址指向了一个值。一旦这个值改变了,原来的值当然也变了,因为他们共用一个值。这就必须得用deep clone(深克隆)。举个例子如下:
public class ShadowClone implements Cloneable { private int a; // 基本类型 private String b; // 引用类型 private int[] c; // 引用类型 // 重写Object.clone()方法,并把protected改为public @Override public Object clone() { ShadowClone sc = null; try { sc = (ShadowClone) super.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } return sc; } public int getA() { return a; } public void setA(int a) { this.a = a; } public String getB() { return b; } public void setB(String b) { this.b = b; } public int[] getC() { return c; } public void setC(int[] c) { this.c = c; } public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException{ ShadowClone c1 = new ShadowClone(); //对c1赋值 c1.setA(50) ; c1.setB("test1"); c1.setC(new int[]{100}) ; System.out.println("克隆前c1: a="+c1.getA()+" b="+c1.getB()+" c="+c1.getC()[0]); ShadowClone c2 = (ShadowClone) c1.clone(); c2.setA(100) ; c2.setB("test2"); int []c = c2.getC() ; c[0]=500 ; System.out.println("克隆前c1: a="+c1.getA()+ " b="+c1.getB()+" c[0]="+c1.getC()[0]); System.out.println("克隆后c2: a="+c2.getA()+ " b="+c2.getB()+" c[0]="+c2.getC()[0]); } }
运行后打印如下信息:
克隆前c1: a=50 b=test1 c=100 克隆后c1: a=50 b=test1 c[0]=500 克隆后c2: a=100 b=test2 c[0]=500
c1与c2对象中的c数组的第1个元素都变为了500。需要要实现相互不影响,必须进行深copy,也就是对引用对象也调用clone()方法,如下实现深copy:
@Override public Object clone() { ShadowClone sc = null; try { sc = (ShadowClone) super.clone(); sc.setC(b.clone()); } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } return sc; }
这样就不会相互影响了。
另外需要注意,对于引用类型来说,并没有在clone()方法中调用b.clone()方法来实现b对象的复制,但是仍然没有相互影响,这是由于Java中的字符串不可改变。就是在调用c1.clone()方法时,有两个指向同一字符串test1对象的引用,当调用c2.setB("test2")语句时,c2中的b指向了自己的字符串test2,所以就不会相互影响了。
equals()方法定义在Object类内并进行了简单的实现,如下:
public boolean equals(Object obj) { return (this == obj); }
比较两个原始类型比较的是内容,而如果比较引用类型的话,可以看到是通过==符号来比较的,所以比较的是引用地址,如果要自定义比较规则的话,可以覆写自己的equals()方法。 String 、Math、还有Integer、Double等封装类重写了Object中的equals()方法,让它不再简单的比较引用,而是比较对象所表示的实际内容。其实就是自定义我们实际想要比较的东西。比如说,班主任要比较两个学生Stu1和Stu2的成绩,那么需要重写Student类的equals()方法,在equals()方法中只进行简单的成绩比较即可,如果成绩相等,就返回true,这就是此时班主任眼中的相等。
首先来看第1道面试题目,手写equals()方法,在手写时需要注意以下几点:
当我们自己要重写equals()方法进行内容的比较时,可以遵守以下几点:
(1)使用instanceof 操作符检查“实参是否为正确的类型”。
(2)对于类中的每一个“关键域”,检查实参中的域与当前对象中对应的域值。
给一个字符串String实现的equals()实例,如下:
public boolean equals(Object anObject) { if (this == anObject) { // 反射性 return true; } if (anObject instanceof String) { // 只有同类型的才能比较 String anotherString = (String) anObject; int n = value.length; if (n == anotherString.value.length) { char v1[] = value; char v2[] = anotherString.value; int i = 0; while (n-- != 0) { if (v1[i] != v2[i]) return false; i++; } return true; // 返回true时,表示长度相等,且字符序列中含有的字符相等 } } return false; }
另外的高频面试题目就是equals()和hashCode()之间的相互关系。
我觉得如上2句的总结必须要有一个非常重要的前提,就是要在使用hashcode进行散列的前提下,否则谈不上equals()相等,hashcode一定相等这种说法。
对于使用hashcode的map来说,map判断对象的方法就是先判断hashcode是否相等,如果相等再判断equals方法是否返回true,只有同时满足两个条件,最后才会被认为是相等的。
Map查找元素比线性搜索更快,这是因为map利用hashkey去定位元素,这个定位查找的过程分成两步,内部原理中,map将对象存储在类似数组的数组的区域,所以要经过两个查找,先找到hashcode相等的,然后在再在其中按线性搜索使用equals方法,通过这2步来查找一个对象。
另外还有在书写hashCode()方法时,为什么要用31这个数字? 例如String类的hashCode()的实现如下:
public int hashCode() { int h = hash; if (h == 0 && value.length > 0) { char val[] = value; for (int i = 0; i < value.length; i++) { h = 31 * h + val[i]; } hash = h; } return h; }
循环中的每一步都对上一步的结果乘以一个系数31,选择这个数主要原因如下:
最常见的面试题就是sleep()与wait()方法的区别,这个问题很简单,调用sleep()方法不会释放锁,而调用wait()方法会阻塞当前线程并释放当前线程持有的锁。。
另外就是问wait()与notify()、notifyAll()方法相关的问题了,比如这几个方法为什么要定义在Object类中,一句话,因为Java中所有的对象都能当成锁,也就是监视器对象。
我们需要明白,调用这几个方法时,当前线程一定要持有锁,否则调用这几个方法会引起异常(也是一道面试题)。
有时候还需要书写生产者-消费者模式,我们就用wait()与notify()、notifyAll()方法写一个吧,如下:
// 仓库 class Godown { public static final int max_size = 100; // 最大库存量 public int curnum; // 当前库存量 Godown(int curnum) { this.curnum = curnum; } // 生产指定数量的产品 public synchronized void produce(int neednum) { while (neednum + curnum > max_size) { try { wait(); // 当前的生产线程等待,并让出锁 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } // 满足生产条件,则进行生产,这里简单的更改当前库存量 curnum += neednum; System.out.println("已经生产了" + neednum + "个产品,现仓储量为" + curnum); notifyAll(); // 唤醒在此对象监视器上等待的所有线程 } // 消费指定数量的产品 public synchronized void consume(int neednum) { while (curnum < neednum) { try { wait(); // 当前的消费线程等待,并让出锁 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } // 满足消费条件,则进行消费,这里简单的更改当前库存量 curnum -= neednum; System.out.println("已经消费了" + neednum + "个产品,现仓储量为" + curnum); notifyAll(); // 唤醒在此对象监视器上等待的所有线程 } }
在同步方法开始时都会测试,如果生产了过多或不够消费时,调用wait()方法阻塞当前线程并让锁。在同步方法最后都会调用notifyAll()方法,这算是给所有线程一个公平竞争锁的机会吧,他会唤醒在synchronized方法和wait()上阻塞等待的线程,因为他们都将当前对象做为锁对象。