疯狂Java面试讲义—数据结构、算法与技术素养

1. 针对技术痛点，补齐面试短板本书第一部分的Java内存管理和第三部分的Java算法实现，可以说是绝大多数初中级程序员以前注意不够的地方，也是限制其职业提升的主要短板，认真掌握这两部分内容，不仅能有效地解决技术痛点，也能迅速提高面试成功率，敲开进入大厂的大门。

2．从实践中来，回归实践本身无论是本书第二部分的避“坑”指南，还是本书第四部分的实用心法，它们都是实践性非常强的内容，并不是某个具体的理论知识点，这些内容不仅能让开发者终身受益，而且，如果开发者能在面试中自信、从容地介绍它们，一定会让面试官刮目相看。

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本书内容分为四个部分，其中第一部分主要介绍Java内存管理，这部分是大多数Java程序员很容易忽略的地方——因为Java不像C语言，而且Java提供了垃圾回收机制，因此导致许多Java程序员对内存管理重视不够；第二部分主要介绍Java编程过程中各种常见的陷阱，这些陷阱有的来自李刚老师早年的痛苦经历，有的来自他的众多学生的痛苦经历，都是Java程序员在编程过程中的“前车之鉴”，希望读者能引以为戒；第三部分主要介绍学习Java必备的算法基础知识，包括常用数据结构的各种算法实现，这部分内容是大多数Java程序员重视不够的地方，也是大厂面试的常考面试题；第四部分主要介绍Java程序开发的方法、经验等，它们是李刚老师多年的实际开发经验、培训经验的总结，符合初学者的习惯，更能满足初学者的需要，因此掌握这些开发方法、经验可以更有效地进行开发。

李刚，十余年软件开发从业经验，疯狂软件教育中心教学总监。疯狂Java实训营创始人，疯狂Java体系原创图书作者。CSDN特邀讲师。培训的学生已在腾讯、阿里、华为、IBM、网易等名企就职。国内知名高端IT技术图书作家，已出版《疯狂Java讲义》《疯狂Python讲义》《疯狂Android讲义》《轻量级Java EE企业应用实战》《疯狂前端开发讲义》《疯狂HTML5/CSS3/JavaScript讲义》等著作。其中疯狂Java体系图书均已沉淀多年，赢得极高的市场认同，多次重印，多部著作印刷数量超过10万册，并被多所“985”“211”院校选作教材，部分图书已被翻译成繁体中文版，授权到宝岛台湾。

第1章 数组及其内存管理

1.1 数组初始化

1.1.1 Java数组是静态的

1.1.2 数组一定要初始化吗

1.1.3 基本类型数组的初始化

1.1.4 引用类型数组的初始化

1.2 使用数组

1.2.1 数组元素就是变量

1.2.2 没有多维数组

1.3 本章小结

第2章 对象及其内存管理

2.1 实例变量和类变量

2.1.1 实例变量和类变量的属性

2.1.2 实例变量的初始化时机

2.1.3 类变量的初始化时机

2.2 父类构造器

2.2.1 隐式调用和显式调用

2.2.2 访问子类对象的实例变量

2.2.3 调用被子类重写的方法

2.3 父、子实例的内存控制

2.3.1 继承成员变量和继承方法的区别

2.3.2 内存中子类实例

2.3.3 父、子类的类变量

2.4 final修饰符

2.4.1 final修饰的变量

2.4.2 执行“宏替换”的变量

2.4.3 final方法不能被重写

2.4.4 内部类中的局部变量

2.5 本章小结

第3章 常见Java集合的实现细节

3.1 Set和Map

3.1.1 Set和Map的关系

3.1.2 HashMap和HashSet

3.1.3 TreeMap和TreeSet

3.2 Map和List

3.2.1 Map的values()方法

3.2.2 Map和List的关系

3.3 ArrayList和LinkedList

3.3.1 Vector和ArrayList的区别

3.3.2 ArrayList和LinkedList的实现差异

3.3.3 ArrayList和LinkedList的性能分析及适用场景

3.4 Iterator迭代器

3.4.1 Iterator实现类与迭代器模式

3.4.2 迭代时删除指定元素

3.5 本章小结

第4章 Java的内存回收

4.1 Java引用的种类

4.1.1 对象在内存中的状态

4.1.2 强引用

4.1.3 软引用

4.1.4 弱引用

4.1.5 虚引用

4.2 Java的内存泄漏

4.3 垃圾回收机制

4.3.1 垃圾回收的基本算法

4.3.2 堆内存的分代回收

4.3.3 与垃圾回收相关的附加选项

4.3.4 常见的垃圾回收器

4.4 内存管理小技巧

4.4.1 尽量使用直接量

4.4.2 使用StringBuilder和StringBuffer进行字符串连接

4.4.3 尽早释放无用对象的引用

4.4.4 尽量少用静态变量

4.4.5 避免在经常调用的方法、循环中创建Java对象

4.4.6 缓存经常使用的对象

4.4.7 避免使用finalize方法

4.4.8 考虑使用SoftReference

4.5 本章小结

第5章 表达式中的陷阱

5.1 关于字符串的陷阱

5.1.1 JVM对字符串的处理

5.1.2 不可变的字符串

5.1.3 字符串比较

5.2 表达式类型的陷阱

5.2.1 表达式类型的自动提升

5.2.2 复合赋值运算符的陷阱

5.2.3 二进制整数的陷阱

5.3 输入法导致的陷阱

5.4 注释字符必须合法

5.5 转义字符的陷阱

5.5.1 慎用字符的Unicode转义形式

5.5.2 中止行注释的转义字符

5.6 泛型可能引起的错误

5.6.1 原始类型变量的赋值

5.6.2 原始类型带来的擦除

5.6.3 创建泛型数组的陷阱

5.7 正则表达式的陷阱

5.8 多线程的陷阱

5.8.1 不要调用run方法

5.8.2 静态的同步方法

5.8.3 静态初始化块启动新线程执行初始化

5.8.4 注意多线程执行环境

5.9 本章小结

第6章 流程控制的陷阱

6.1 switch语句的陷阱

6.1.1 default分支永远会执行吗

6.1.2 break的重要性

6.1.3 switch支持的数据类型

6.2 标签引起的陷阱

6.3 if语句的陷阱

6.3.1 else隐含的条件

6.3.2 小心空语句

6.4 循环体的花括号

6.4.1 什么时候可以省略花括号

6.4.2 省略花括号的危险

6.5 for循环的陷阱

6.5.1 分号惹的祸

6.5.2 小心循环计数器的值

6.5.3 浮点数作为循环计数器

6.6 foreach循环的循环计数器

6.7 流式编程的陷阱

6.7.1 map与flatMap的区别

6.7.2 collect与map的区别

6.8 本章小结

第7章 面向对象的陷阱

7.1 instanceof运算符的陷阱

7.2 构造器的陷阱

7.2.1 构造器之前的void

7.2.2 构造器创建对象吗

7.2.3 无限递归的构造器

7.3 持有当前类的实例

7.4 到底调用哪个重载的方法

7.5 方法重写的陷阱

7.5.1 重写private方法

7.5.2 重写其他访问权限的方法

7.6 非静态内部类的陷阱

7.6.1 非静态内部类的构造器

7.6.2 非静态内部类不能拥有静态成员

7.6.3 非静态内部类的子类

7.7 static关键字

7.7.1 静态方法属于类

7.7.2 静态内部类的限制

7.8 native方法的陷阱

7.9 本章小结

第8章 异常处理的陷阱

8.1 正确关闭资源的方式

8.1.1 传统关闭资源的方式

8.1.2 使用自动关闭资源的try语句

8.2 finally块的陷阱

8.2.1 finally的执行规则

8.2.2 finally块和方法返回值

8.3 catch块的用法

8.3.1 catch块的顺序

8.3.2 不要用catch代替流程控制

8.3.3 应该只catch可能抛出的异常

8.3.4 做点实际的修复

8.4 继承得到的异常

8.5 本章小结

第9章 线性表

9.1 线性表概述

9.1.1 线性表的定义及逻辑结构

9.1.2 线性表的基本操作

9.2 顺序存储结构

9.3 链式存储结构

9.3.1 单链表上的基本运算

9.3.2 循环链表

9.3.3 双向链表

9.4 线性表的分析

9.4.1 线性表的实现分析

9.4.2 线性表的功能

9.5 本章小结

第10章 栈和队列

10.1 栈

10.1.1 栈的基本定义

10.1.2 栈的常用操作

10.1.3 栈的顺序存储结构及实现

10.1.4 栈的链式存储结构及实现

10.1.5 Java集合中的栈

10.2 队列

10.2.1 队列的基本定义

10.2.2 队列的常用操作

10.2.3 队列的顺序存储结构及实现

10.2.4 循环队列

10.2.5 队列的链式存储结构及实现

10.2.6 Java集合中的队列

10.3 双端队列

10.4 本章小结

第11章 树和二叉树

11.1 树的概述

11.1.1 树的定义和基本术语

11.1.2 树的基本操作

11.1.3 父节点表示法

11.1.4 子节点链表示法

11.2 二叉树

11.2.1 二叉树的定义和基本概念

11.2.2 二叉树的基本操作

11.2.3 二叉树的顺序存储

11.2.4 二叉树的二叉链表存储

11.2.5 二叉树的三叉链表存储

11.3 遍历二叉树

11.3.1 先序遍历

11.3.2 中序遍历

11.3.3 后序遍历

11.3.4 广度优先（按层）遍历

11.4 转换方法

11.4.1 森林、树和二叉树的转换

11.4.2 树的链表存储

11.5 哈夫曼树

11.5.1 哈夫曼树的定义和基本概念

11.5.2 创建哈夫曼树

11.5.3 哈夫曼编码

11.6 排序二叉树

11.7 红黑树

11.7.1 插入操作

11.7.2 删除操作

11.8 本章小结

第12章 常见的内部排序

12.1 排序的基本概念

12.1.1 排序概述

12.1.2 内部排序的分类

12.2 选择排序法

12.2.1 直接选择排序

12.2.2 堆排序

12.3 交换排序

12.3.1 冒泡排序

12.3.2 快速排序

12.4 插入排序

12.4.1 直接插入排序

12.4.2 折半插入排序

12.4.3 Shell排序

12.5 归并排序

12.6 桶式排序

12.7 基数排序

12.8 本章小结

第13章 程序开发经验谈

13.1 扎实的基本功

13.1.1 快速的输入能力

13.1.2 编程实现能力

13.1.3 快速排错

13.2 程序开发之前

13.2.1 分析软件的组件模型

13.2.2 建立软件的数据模型

13.3 厘清程序的实现流程

13.3.1 各组件如何通信

13.3.2 人机交互的实现

13.3.3 复杂算法的分析

13.4 编写开发文档

13.4.1 绘制建模图、流程图

13.4.2 提供简要说明

13.4.3 编写伪码实现

13.5 编码实现和开发心态

13.5.1 开发是复杂的

13.5.2 开发过程是漫长的

13.6 本章小结

第14章 程序调试经验谈

14.1 程序的可调试性

14.1.1 增加注释

14.1.2 使用日志

14.2 程序调试的基本方法

14.2.1 借助于编译器的代码审查

14.2.2 跟踪程序执行流程

14.2.3 断点调试

14.2.4 隔离调试

14.2.5 错误重现

14.3 记录常见错误

14.3.1 常见异常可能的错误原因

14.3.2 常见运行时异常可能的错误原因

14.4 程序调试的整体思路

14.4.1 分段调试

14.4.2 分模块调试

14.5 调试心态

14.5.1 谁都会出错

14.5.2 调试比写程序更费时

14.6 本章小结

第15章 IDE工具心法谈

15.1 何时开始利用IDE工具

15.2 IDE工具概述

15.2.1 IDE工具的基本功能

15.2.2 常见的Java IDE工具

15.3 项目管理

15.3.1 建立项目

15.3.2 自动编译

15.3.3 自动部署、运行

15.4 代码管理

15.4.1 代码生成器

15.4.2 代码提示

15.4.3 自动代码补齐

15.4.4 实时错误提示

15.5 项目调试

15.5.1 设置断点

15.5.2 单步调试

15.5.3 步入、步出

15.6 团队协作功能

15.7 本章小结

第16章 软件测试经验谈

16.1 软件测试概述

16.1.1 软件测试的概念和目的

16.1.2 软件测试的分类

16.1.3 开发活动和测试活动

16.1.4 常见的Bug管理工具

16.2 单元测试

16.2.1 单元测试概述

16.2.2 单元测试的逻辑覆盖

16.2.3 JUnit介绍

16.2.4 JUnit 5.x的用法

16.3 系统测试和自动化测试

16.3.1 系统测试概述

16.3.2 自动化测试

16.3.3 常见的自动化测试工具

16.4 性能测试

16.4.1 性能测试概述

16.4.2 性能测试相关概念

16.4.3 常见的性能测试工具

16.5 本章小结

Java语言拥有的开发人群越来越庞大，大量程序员已经进入或正打算进入Java编程领域。这当然和Java语言本身的优秀不无关系，却也和Java编程入门简单有关。很多Java初学者，往往只通过快餐式的方式学了一下SSM或Spring Boot，说不定就可以找到一份Java编程的工作了。

问题是：这种“快餐式”的程序员、“突击式”的程序员真的满足要求吗？如果仅仅满足于一些简单的、重复式的开发工作，也许他们没有太多的问题，但他们可能很少有突破的机会，工作内容总停留在简单的CRUD层次，求职面试的工作岗位也总停留在初中级阶段。每当他们试图找一些大厂职位或面试一些更高级的职位时，往往得到的结果就是“回家等消息”。对他们而言，与其说Java是一种面向对象的语言，不如说更像一种脚本；他们从源代码层次来看程序运行（甚至只会从IntelliJ IDEA或Eclipse等集成开发环境中看程序运行），完全无法从底层内存管理的角度来看程序运行；他们天天在用Java类库、用SSM、用Spring Boot，但对这些东西的源代码实现知之甚少——这又如何突破自己、获得职业提升呢？

本书则致力于补齐“快餐式”的程序员、“突击式”的程序员的技术短板，针对Java开发偏底层的内存管理知识、常用算法实现、实际开发中的各种“坑”，以及软件开发的实践经验进行系统的归纳和整理。

这些内容其实就是我多年在软件行业积累的经验和总结，希望通过将这些经验、心得表达出来，把自己走过的弯路“标”出来，让后来者尽量少走弯路。

这些经验、心得不仅能帮开发者迅速补齐技术短板、提升实际项目的开发实力，还能让开发者更加从容地面对技术面试，敲开通往大厂职位的大门。

本书内容

本书第一部分主要介绍Java内存管理相关知识。内存管理既是Java程序员容易忽视的地方，也是Java编程的重点，这部分内容也是不少大厂面试的必考知识点。此外，有一定编程经验的Java开发者，自然而然就会关心垃圾回收、内存管理、性能优化等相关内容。无论学习哪种语言，只有真正从程序运行的底层机制、内存分配细节、内存回收细节把握程序运行过程，才能有豁然开朗的感觉。本书第一部分正是旨在帮助大家更好地掌握Java内存管理相关知识。

本书第二部分则来自无数Java学习者和工作者所踩过的“坑”。如果你曾经被一个“莫名其妙”的Bug折腾了很久，最后解决时却有一种想爆粗的冲动，这部分内容会帮你解决此类痛点，因为这部分知识都是广大开发者踩过的“坑”。这部分内容既是Java程序员的避“坑”指南，也是爬“坑”手册。

本书第三部分介绍Java算法知识。这部分内容介绍如何用Java实现各种数据结构，以及常用排序算法的Java实现，这部分也是大厂面试的常考内容，完全可称为大厂面试的敲门砖。此外，掌握这些内容也能极好地训练自己的编程思维，提升开发者在实际开发中解决问题的把控能力。

本书第四部分则是Java开发的实用心法，包括程序开发、调试的经验，比如如何分析软件的组件模型，如何创建数据模型，如何厘清程序的实现流程，以及程序出现错误后的调试思路，具体Bug的调试方法等，这些内容可能并不是某个具体的知识点，却会让软件开发者终身受益；这也是开发者具有良好工作经验的有效证明，若你在面试中能自信、从容地介绍这些内容，一定会让面试官对你刮目相看。这部分内容也包括Eclipse和IntelliJ IDEA两个主流IDE工具的使用说明，但介绍这两个IDE工具的用法不是主要目的，主要目的是通过这种方式让大家明白所有IDE工具的通用功能，从而做到“一法通、万法通”。这部分内容还包括软件测试和JUnit 5.x的内容，都是学习者容易忽略，但对实际开发非常重要的基本技能。

本书有什么特点

归纳来说，本书具有以下两个特点。

1. 针对技术痛点，补齐面试短板

本书第一部分的Java内存管理和第三部分的Java算法实现，可以说是绝大多数初中级程序员以前注意不够的地方，也是限制其职业提升的主要短板，认真掌握这两部分内容，不仅能有效地解决技术痛点，也能迅速提高面试成功率，敲开进入大厂的大门。

2．从实践中来，回归实践本身

无论是本书第二部分的避“坑”指南，还是本书第四部分的实用心法，它们都是实践性非常强的内容，并不是某个具体的理论知识点，这些内容不仅能让开发者终身受益，而且，如果开发者能在面试中自信、从容地介绍它们，一定会让面试官刮目相看。

本书写给谁看

如果你想从零开始学习Java编程，本书不适合你。如果你已经学会了Java编程，找工作时却屡屡被回复“回去等消息”，本书归纳的知识点将可帮你突破面试关；或者你已经是一个Java程序员了，在实际开发中却感觉力不从心，本书将非常适合你。本书会帮助你找出并补齐自己的Java编程的技术短板。