绍兴自驾游:面试话痨(二)C:JAVA String,别以为你穿个马甲我就不认识你了

admin 2个月前 (08-27) 科技 48 2

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  面试话痨系列是从技术广度的角度去回答面试官提的问题,适合萌新观看!

   面试官,别再问我火箭怎么造了,我知道螺丝的四种拧法,你想听吗?

  String相关的题目,是面试中经常考察的点,当面试中遇到了String相关的问题,我们可以这么聊:

一:String底层结构

  从底层结构上来说,jdk1.8的String,底层是char[]。我在作中几乎很少用到char[],因为List太好用了,我宁愿用List<Character>也不想用char[],因为以前学C时体会过用char[]的痛苦,长度必须事先设定好,也没有丰富的API去处理数据。所以刚开始用jAVa时,觉得String这个类简直太好用了(直视面试官的眼睛,露出有点不好意思的笑)。后来才知道,原来是源码在替我们负重前行。

  比如我们都知道String的拼接,大部分情况下都是新建一个空间(这里可以用稍微缓慢不确定的语气说这句话,稍有心的面试官就会问你什么情况下不会新建空间,你就可以回答:1.连续相加时jdk会自动优化成一次空间的新建,2.两个字符串常量相加的值如果是已经存在的字符串常量,那么会直接指向这个已存在的字符常量),新建的原因就是因为底层是一个char[],无法直接扩容。而新建空间的花费很多,所以对于有多次拼接需求的情况,我会酌情选择StringBuffer和StringBuilder,主是看是否存在多线程的情况,存在的话就用StringBuffer(线程安全的方式,涉及的知识点很多,可以专门写一章,先留个传送门:面试话痨(三)我会锁的三种配法,您配吗?)。

 

  另外,我有次看jdk11里面String的底层已经变成了byte[],顺手查了一下,说是用byte[]存的话,可以减少大概一半的内存占用,再具体的怎么实现怎么优化的没太仔细了解。(对于自己不太懂的知识,介绍完自己懂得部分以后,一定要接一句:再往下自己就不清楚了之类的话。这样面试官就不会再接着问你这个问题)。

  题外话:字符之间可以直接使用‘+’和‘-’运算符,实际计算的是字符对应的ASCII码的位置的加减,如 ‘1’ - ‘0’ = (int)1,用这个方法可以快速的完成char到int的强转,很多String类的题目都需要用到这个方法。

 

二:final修饰符

  因为char[]本身就是一个不能扩容的数组,所以用不可变的常量去修饰字符串就很适合。另外,final的特性也能为String带来很多的好处:

  1. 安全方面来说,密码、个人信息等基本都是以String为载体来进行存储的,final修饰的String类不可以被继承,创建的对象也不可以被改变,可以保证关键数据的安全性。

  2. 性能方面来说,final修饰后,String就被放入了常量池,常量池中有专门的字符串常量池,JVM可以将多个一样的String指向同一个地址,其中有任意一个String改变时,因为final的特性都会去重新建一个地址(或者指向另外一个值恰好相同的地址),不会影响原来的值;另外,String的不可变性让它的hashcode是固定的,可以被缓存的,用来做Map的key运算更快捷;还有,final修饰后,也不会存在多线程安全的问题。

  (本来想接着说一下常量的,但是一想到常量,脑子里就蹦出了方法区,堆,栈,JDK版本更替、GC方式,类加载,JVM内存模型,Java内存模型,可见性,volatile,自旋锁,太多了。先留个坑吧。面试话痨(四)常量在哪里呀,常量在哪里)。

  与final长得像的,还有finally和finalize。finally就是跟在try或者catch后面的一个关键字,以前我们学的是,try之后必定会执行finally,但其实这个是有前提的,就是程序不崩溃或者不被强制结束,try中加一句 System.exit(0); ,finally就不会被执行。

  至于finalize,这个方法几乎没人用了,它是Object类中就自带的方法,学名析构函数,听说是在java刚出生时,为了迎合C编程人员的习惯添加的方法。在对象快要被回收时调用且只会被调用一次。如果finalize中的代码将另外一个指针指向了该对象,那么JVM就会放弃该对象的回收。等到下一次该对象又不可达了,JVM就会直接回收,不会再调用finalize方法。因此方法存在不确定性,很少被使用。

 

三:equals

  在Obejct中,equals和==是一样的,都是直接比较数据的存放地址是否一致,而在String中,equals方法被重写成三个步骤的判断。

  

  HashMap中的equals大致也是使用了这三个步骤的判断:地址是否相等 --> size是否相等 --> 每一个key是否有equals的key,对应的value是否equals。

  不同的类对于equals的实现方式不一样,但他们都遵循若hashcode不相等,则equals也不相等的原则。这样做的目的主要是为了让Hash类集合插入值时的重复判定更合理:

   

  试想一下,假设两个身份证对象的hashcode不相等,equals却相等,那么两个相同身份证信息就会被放入HashSet中了!这会对我们的编码造成很大的困扰,所以对于需要被用于Hash的key值的对象(HashSet的值插入相当于是将值放入了key中,再插入了一个固定value值的HashMap),我们需要满足若hashcode不相等,则equals也不相等的原则。

  HashSet中的元素重复判定,优先判定hashcode的原因是:hashcode通过与HashSet的大小取余以后,可以快速的定位到可能相等的元素的位置,这时再对该位置上存在的元素的进行equals就行,只要hash分布的足够均匀,该操作的时间复杂度就接近于O(1),而若去掉hashcode寻址,直接使用equals对n个数进行对比的话,时间复杂度就是O(n)。

  说到这里还可以提一个经常被问到的问题,HashMap的查询时间复杂度是多少?

 

  如我上面的分析一样,时间复杂度是接近于O(1)的,当然也会有O(n)的情况。比如新建了一个类,hashcode值全部返回1,这样所有的值都会接到一个链表上,数组+链表的结构就退化成纯链表,时间复杂度就变成了O(n)。jdk1.8以后,链表长度超过8,并且数组长度大于64时,链表会变成红黑树,红黑树的遍历时间复杂度为O(log(n))。(红黑树、B树、索引、数据库、图、广度搜索、深度搜索相关的数据结构及算法后面再说。面试话痨(N)还没有头绪不知道什么时间写)。

 

  最后,送大家一道我特别喜欢的面试题。 

    请将一段字符串转换成整数,不要使用parseInt。

 

    public int MyParseInt(String str) throws Exception{
        /*
            1.数据校验
            (不管面试过程中遇到什么题,都可以先优雅的写下
                //1.数据校验
              然后胸有成竹的写一些有的没的校验,写的过程中再想后面应该怎么写。
              写注释+周全的校验是写代码的基本素养)
         */
        String erRMsg = check(str);
        if (errMsg != null) {
            throw new Exception(errMsg);
        }
        char[] c = str.toCharArray();
        int result = 0;
        for (int i = 0; i < c.length; i++) {
            result = result * 10 + (c[i] - '0');
        }
        return result;
    }

    /**
     * 
     * @param str 待校验的数据
     * @return 错误信息,没有错误时返回null
     */
    private String check(String str) {
        if (str == null) {
            return "输入不能为空!";
        }
        /*
            很少有人能一遍写出不用调试没有bug的代码,更别说在面试那么紧张的气氛中了
            所以,在写完能够基本实现题目要求的代码以后,最好能想下代码中不足的地方,然后坦诚的告诉面试官:
                这个代码还有需要改进的地方,比如可以添加对 负号、正号、小数点的支持,比如没有校验int的阀值,
                如果是工作中遇到,我肯定能解决这些问题。
         */
        if (str.replaceAll("[0-9]","").length() > 0){
            return "包含非法字符";
        }
        return null;
    }

   本章中提到的一些面试回答技巧这里再写一下,我个人觉得挺有用的:

  1、 对于自己擅长的问题,可以在问题中留下一些点,吸引面试官继续提问。

  2、 对于自己不擅长的问题,回答完自己会的部分以后,可以直接说再往下自己就不懂了,不要不懂装懂,让面试官继续问下去后再回答不知道。

  3、 如果面试官已经问了你不知道的问题,尽量从性能和安全方面,说出一个答案。直接先坦诚的告诉面试官你不知道,只是根据个人经验这个应该是这样的,因为这样对于安全/性能的优点是xxx。

   目录如下:

   面试话痨(一)让我们来热切的讨论这个养猪场吧

   面试话痨(二)C:JAVA String,别以为你穿个马甲我就不认识你了

 

 

 

  

  

 

  

  

  

  

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