Java类型系统面试题解析

1. 引言

Java类型系统是技术面试中的高频考点。本文整理了几个经典且容易踩坑的面试题，帮你快速梳理核心知识点。

2. 核心问题

2.1 问题1：Object类在类型体系中的地位？哪些类型继承自Object？数组呢？Lambda表达式能赋值给Object变量吗？

java.lang.Object位于Java类继承体系的顶端。所有类都直接或间接继承自它：

显式继承：使用extends关键字
隐式继承：省略extends时默认继承
传递继承：通过继承链间接继承

但有8个基本类型不继承自Object：

boolean、byte、short、char、int、float、long、double

根据JVM规范，数组也是对象：

int[] arr = new int[5];
Object obj = arr; // 合法
arr.hashCode();   // 可调用Object方法

Lambda表达式不能直接赋值给Object变量：

Object obj = () -> {}; // 编译错误！Object不是函数式接口

但可以通过强制转换实现：

Object obj = (Runnable) () -> {}; // 合法

2.2 问题2：基本类型和引用类型的区别？

✅ 核心差异对比表：

特性	引用类型	基本类型
继承关系	继承自Object	不继承任何类
可继承性	可被子类继承（final类除外）	不可继承
参数传递	传递引用值	传递值本身
内存存储	对象头+实例数据	直接存储硬件值
空间开销	较大（对象头通常12-16字节）	极小（如int仅4字节）

⚠️ 关键区别：修改方法内基本类型参数不会影响外部值：

void modify(int x) {
    x = 10; // 不影响调用者
}

int num = 5;
modify(num);
// num仍为5

2.3 问题3：Java的8种基本类型及内存占用？

类型	大小	取值范围
`boolean`	未定义	true/false
`byte`	8位	-128 ~ 127
`short`	16位	-32,768 ~ 32,767
`char`	16位	0 ~ 65,535 (Unicode)
`int`	32位	-2³¹ ~ 2³¹-1
`long`	64位	-2⁶³ ~ 2⁶³-1
`float`	32位	IEEE 754单精度
`double`	64位	IEEE 754双精度

💡 boolean大小由JVM实现决定，通常用1字节存储

2.4 问题4：抽象类和接口的区别？使用场景？

核心区别：

✅ 继承数量：类可实现多个接口，但只能继承一个抽象类
✅ 设计目的：
- 抽象类：表示"是什么"（is-a关系），如AbstractMap
- 接口：表示"能做什么"（has-a能力），如Comparable

使用场景：

// 抽象类：提供基础实现
public abstract class AbstractMap {
    public boolean equals(Object o) {
        // 通用实现...
    }
}

// 接口：定义能力契约
public interface Comparable {
    int compareTo(Object o);
}

2.5 问题5：接口成员的限制？

接口成员有严格限制：

✅ 字段：隐式public static final，必须是常量
✅ 方法：
- 隐式public
- 要么隐式abstract
- 要么显式default

❌ 禁止操作：

interface BadExample {
    private int x = 1; // 编译错误！字段不能是private
    void method() {}    // 编译错误！方法体需加default
}

2.6 问题6：内部类和静态嵌套类的区别？

非静态内部类：

隐式持有外部类引用

需通过外部类实例创建 ```java public class Outer { public class Inner {

  public Outer getOuter() {
      return Outer.this; // 访问外部类实例
  }

} }

// 创建方式 Outer outer = new Outer(); Outer.Inner inner = outer.new Inner();


**静态嵌套类**：
- 不持有外部类引用
- 可独立创建
```java
public class Outer {
    public static class Nested {
    }
}

// 创建方式
Outer.Nested nested = new Outer.Nested();

2.7 问题7：Java支持多重继承吗？

❌ 类不支持多重继承：

class A {}
class B {}
class C extends A, B {} // 编译错误！

✅ 接口可实现多重继承：

interface Flyable { void fly(); }
interface Swimmable { void swim(); }

class Duck implements Flyable, Swimmable {
    // 实现多个接口
}

💡 Java 8的default方法让接口更接近多重继承，但避免了菱形问题

2.8 问题8：包装类和自动装箱是什么？

包装类：为8种基本类型提供对象形式

Boolean、Byte、Short、Character
Integer、Float、Long、Double

自动装箱/拆箱：编译器自动转换

// 装箱：int -> Integer
List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(5); // 等价于 list.add(Integer.valueOf(5))

// 拆箱：Integer -> int
int value = list.get(0); // 等价于 list.get(0).intValue()

2.9 问题9：equals()和==的区别？

==操作符：

比较基本类型：值是否相等

比较引用类型：是否指向同一对象

String a = new String("Hi");
String b = new String("Hi");
System.out.println(a == b); // false（不同对象）

equals()方法：

默认行为同==

通常被重写实现值比较

String a = new String("Hi");
String b = new String("Hi");
System.out.println(a.equals(b)); // true（值相同）

2.10 问题10：如何检查对象是否是某个类的实例？

不能用instanceof（需要字面量类名），改用Class.isInstance()：

Class<?> integerClass = Integer.class;
assertTrue(integerClass.isInstance(new Integer(42)));
assertTrue(integerClass.isInstance(42)); // 自动装箱

2.11 问题11：匿名类是什么？使用场景？

匿名类：一次性使用的无名类，定义和实例化同时完成

典型场景：

Java 8之前：实现单方法接口

Thread t = new Thread(new Runnable() {
 @Override
 public void run() {
     System.out.println("匿名线程");
 }
});

快速初始化集合：

Map<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>(){{
 put("张三", 30);
 put("李四", 25);
 put("王五", 29);
}};

💡 Java 8后优先用Lambda替代单方法接口的匿名类

Persistence

REST

Security