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Java 数据类型常见面试题总结

面试指南2年前 (2022)更新 江南白衣
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这篇文章绝对干货!文章涉及到的概念经常会被面试官拿来考察求职者的 Java 基础。

本篇采用大家比较喜欢的面试官问答的形式来展开。

Java 数据类型常见面试题总结

基本数据类型

?‍?面试官 : Java 中有哪 8 种基本数据类型?

? 我 :Java 中有 8 种基本数据类型,分别为:

1、6 种数字类型 :byte、short、int、long、float、double
2、1 种字符类型:char
3、1 种布尔型:boolean。

?‍?面试官 : 它们的默认值和占用的空间大小知道不?

? 我 :这 8 种基本数据类型的默认值以及所占空间的大小如下:
Java 数据类型常见面试题总结

另外,对于 boolean,官方文档未明确定义,它依赖于 JVM 厂商的具体实现。逻辑上理解是占用 1 位,但是实际中会考虑计算机高效存储因素。

注意:

1、Java 里使用 long 类型的数据一定要在数值后面加上 L,否则将作为整型解析:
2、char a = ‘h’char :单引号,String a = “hello” :双引号

包装类型

?‍?面试官 : 说说这 8 种基本数据类型对应的包装类型。

? 我 :这八种基本类型都有对应的包装类分别为:Byte、Short、Integer、Long、Float、Double、Character、Boolean

?‍?面试官 :那基本类型和包装类型有啥区别不?

? 我 :包装类型不赋值就是 Null ,而基本类型有默认值且不是 Null。

另外,这个问题建议还可以先从 JVM 层面来分析。

基本数据类型直接存放在 Java 虚拟机栈中的局部变量表中,而包装类型属于对象类型,我们知道对象实例都存在于堆中。相比于对象类型, 基本数据类型占用的空间非常小。

《深入理解 Java 虚拟机》 :局部变量表主要存放了编译期可知的基本数据类型(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、对象引用(reference 类型,它不同于对象本身,可能是一个指向对象起始地址的引用指针,也可能是指向一个代表对象的句柄或其他与此对象相关的位置)。

包装类型的常量池技术

?‍?面试官 : 包装类型的常量池技术了解么?

? 我 : Java 基本类型的包装类的大部分都实现了常量池技术。

Byte, Short, Integer, Long 这 4 种包装类默认创建了数值 [-128,127] 的相应类型的缓存数据,Character 创建了数值在[0,127]范围的缓存数据,Boolean 直接返回 True Or False。

Integer 缓存源码:

Java 数据类型常见面试题总结

Character 缓存源码:

Java 数据类型常见面试题总结

Boolean 缓存源码:

Java 数据类型常见面试题总结

如果超出对应范围仍然会去创建新的对象,缓存的范围区间的大小只是在性能和资源之间的权衡。

两种浮点数类型的包装类 Float,Double 并没有实现常量池技术。

Java 数据类型常见面试题总结

下面我们来看一下问题。下面的代码的输出结果是 true 还是 flase 呢?

Integer i1 = 40;
Integer i2 = new Integer(40);
System.out.println(i1==i2);

Integer i1=40 这一行代码会发生装箱,也就是说这行代码等价于 Integer i1=Integer.valueOf(40) 。因此,i1 直接使用的是常量池中的对象。而Integer i1 = new Integer(40) 会直接创建新的对象。

因此,答案是 false 。你答对了吗?

记住:所有整型包装类对象之间值的比较,全部使用 equals 方法比较。

Java 数据类型常见面试题总结

为什么要有包装类型?

?‍?面试官 : 为什么要有包装类型?

? 我 :

Java 本身就是一门 OOP(面向对象编程)语言,对象可以说是 Java 的灵魂。

除了定义一些常量和局部变量之外,我们在其他地方比如方法参数、对象属性中很少会使用基本类型来定义变量。

为什么呢?

我举个例子,假如你有一个对象中的属性使用了 基本类型,那这个属性就必然存在默认值了。这个逻辑不正确的!因为很多业务场景下,对象的某些属性没有赋值,我就希望它的值为 null。你给我默认赋个值,不是帮倒忙么?

另外,像泛型参数不能是基本类型。因为基本类型不是 Object 子类,应该用基本类型对应的包装类型代替。我们直接拿 JDK 中线程的代码举例。

Java 中的集合在定义类型的时候不能使用基本类型的。比如:

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自动拆装箱

什么是自动拆装箱?原理?

?‍?面试官 : 什么是自动拆装箱?原理了解么?

? 我 :

基本类型和包装类型之间的互转。举例:

Integer i = 10; //装箱
int n = i; //拆箱

上面这两行代码对应的字节码为:

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从字节码中,我们发现装箱其实就是调用了 包装类的valueOf()方法,拆箱其实就是调用了 xxxValue()方法。

因此,

● Integer i = 10 等价于 Integer i = Integer.valueOf(10)
● int n = i 等价于 int n = i.intValue();

自动拆箱引发的 NPE 问题

?‍?面试官 : 自动拆箱可能会引发 NPE 问题,遇到过类似的场景么?

? 我 :

案例 1

在《阿里巴巴开发手册》上就有这样一条规定。

Java 数据类型常见面试题总结

我们从上图可以看到,有一条是这样说的:“数据库的查询结果可能是 null,因为自动拆箱,用基本数据类型接收有 NPE 风险”。

我们来模拟一个实际的案例:

Java 数据类型常见面试题总结

运行代码之后,果然出现了 NPE 的问题。

为什么会这样呢? 我们对 AutoBoxTest.class 进行反编译查看其字节码(我更推荐使用 IDEA 插件 jclasslib 来查看类的字节码)。

javap -c AutoBoxTest.class

反编译后得到的 should_Throw_NullPointerException() 方法的字节码如下:

0 aload_0
1 invokevirtual #2 <AutoBoxTest.getNum>
4 invokevirtual #3 <java/lang/Long.longValue>
7 lstore_1
8 return

我们可以发现自动拆箱 Long -> long 的过程,不过是调用了 longValue() 方法罢了!

public long longValue() {
return value;
}

也就是说下面两行的代码实际是等价的:

long id = getNum();
long id = getNum().longValue();

因为,getNum()返回的值为 null ,一个 null 值调用方法,当然会有 NPE 的问题了。

案例 2

通过上面的分析之后,我来考了一个不论是平时开发还是面试中都经常会碰到的一个问题:“三目运算符使用不当会导致诡异的 NPE 异常”。

请你回答下面的代码会有 NPE 问题出现吗?如果有 NPE 问题出现的话,原因是什么呢?你会怎么分析呢?

Java 数据类型常见面试题总结

答案是会有 NPE 问题出现的。

我们还是通过查看其字节码来搞懂背后的原理(这里借助了 IDEA 插件 jclasslib 来查看类字节码)。

Java 数据类型常见面试题总结

从字节码中可以看出,22 行的位置发生了 拆箱操作

详细解释下就是:flag ? 0 : i 这行代码中,0 是基本数据类型 int,返回数据的时候 i 会被强制拆箱成 int 类型,由于 i 的值是 null,因此就抛出了 NPE 异常。

Integer i = null;
Boolean flag = false;
System.out.println(flag ? 0 : i);

如果,我们把代码中 flag 变量的值修改为 true 的话,就不会存在 NPE 问题了,因为会直接返回 0,不会进行拆箱操作。

我们在实际项目中应该避免这样的写法,正确 ✅ 修改之后的代码如下:

Integer i = null;
Boolean flag = false;
System.out.println(flag ? new Integer(0) : i);// 两者类型一致就不会有拆箱导致的 NPE 问题了

这个问题也在 《阿里巴巴开发手册》中 被提到过。

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