feat: 添加Java基础面试题和BigDecimal高精度计算文档

添加了两篇Java相关的文档:
1. Java基础面试题,涵盖数据类型、面向对象、字符串、异常等核心知识点
2. BigDecimal高精度计算详解,包括创建、运算、舍入模式和使用工具类
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@@ -0,0 +1,374 @@
---
title: BigDecimal高精度计算
published: 2025-07-26
description: ''
image: ''
tags: ['Java', '面试','高精度计算','BigDecimal']
category: 'Java > 面试'
draft: false
lang: ''
---
https://javaguide.cn/java/basis/bigdecimal.html
# BigDecimal详解
Java中浮点数的运算有精度丢失的风险
为什么浮点数运算的时候会有精度丢失的风险?
计算机是二进制的,浮点数在计算机中是通过二进制的方式来表示的。但是,浮点数的表示方式是有限的,所以在进行浮点数运算的时候,会存在精度丢失的风险。
例如在Java中浮点数的表示方式是 IEEE 754 标准,使用 64 位二进制来表示一个浮点数。其中1 位用于表示符号位11 位用于表示指数位52 位用于表示尾数位。但是,浮点数的表示方式是有限的,所以在进行浮点数运算的时候,会存在精度丢失的风险。
# BigDecimal 类的常用方法
BigDecimal可以实现对小数的运算不会造成精度损失
通常情况下大部分需要小数精确运算结果的业务场景都是通过BigDecimal来做的。
《阿里巴巴 Java 开发手册》中提到:浮点数之间的等值判断,基本数据类型不能用 == 来比较,包装数据类型不能用 equals 来判断。
## 创建
我们在使用BigDecimal的时候需要注意以下几点
1. 不能使用new BigDecimal(double)的方式来创建BigDecimal对象因为double类型的精度是有限的所以在创建BigDecimal对象的时候会存在精度丢失的风险。
2. 可以使用new BigDecimal(String)的方式来创建BigDecimal对象因为String类型的精度是无限的所以在创建BigDecimal对象的时候不会存在精度丢失的风险。
3. 可以使用BigDecimal的valueOf()方法来创建BigDecimal对象因为valueOf()方法的参数是double类型但是在内部会将double类型的参数转换为String类型所以在创建BigDecimal对象的时候不会存在精度丢失的风险。
![](https://blog.meowrain.cn/api/i/2025/07/26/zjj9sd-1.webp)
## 加减乘除
add
subtract
multiply
divide
divide可以指定保留的小数位数以及四舍五入的方式。
```java
public BigDecimal divide(BigDecimal divisor, int scale, RoundingMode roundingMode) {
return divide(divisor, scale, roundingMode.oldMode);
}
```
我们使用 divide 方法的时候尽量使用 3 个参数版本并且RoundingMode 不要选择 UNNECESSARY否则很可能会遇到 ArithmeticException无法除尽出现无限循环小数的时候其中 scale 表示要保留几位小数roundingMode 代表保留规则。
scale是保留几位小数roundingMode是保留规则。
roundingMode:
- UP 向上四舍五入
- DOWN 向下截取
- CEILING 向上截取
- FLOOR 向下截取
- HALF_UP 四舍五入
- HALF_DOWN 五舍六入
- HALF_EVEN 四舍六入五取偶
# RoundingMode枚举详解 📚📊
## 各种舍入模式详细说明
### 1. UP - 向上舍入 ⬆️
```java
// 绝对值增大方向舍入,远离零的方向
2.4 -> 3 // 正数向上
1.6 -> 2 // 正数向上
-1.6 -> -2 // 负数向更小(绝对值更大)
-2.4 -> -3 // 负数向更小
```
### 2. DOWN - 向下舍入 ⬇️
```java
// 绝对值减小方向舍入,趋向零的方向
2.4 -> 2 // 正数向下
1.6 -> 1 // 正数向下
-1.6 -> -1 // 负数向更大(绝对值更小)
-2.4 -> -2 // 负数向更大
```
### 3. CEILING - 向正无穷舍入 ☁️
```java
// 向数轴右侧舍入
2.4 -> 3 // 正数向上
1.6 -> 2 // 正数向上
-1.6 -> -1 // 负数向更大(向右)
-2.4 -> -2 // 负数向更大
```
### 4. FLOOR - 向负无穷舍入 ⚡
```java
// 向数轴左侧舍入
2.4 -> 2 // 正数向下
1.6 -> 1 // 正数向下
-1.6 -> -2 // 负数向更小(向左)
-2.4 -> -3 // 负数向更小
```
### 5. HALF_UP - 四舍五入 🎯
```java
// 遇5向上舍入
2.4 -> 2 // 小于5向下
2.5 -> 3 // 等于5向上
2.6 -> 3 // 大于5向上
-1.5 -> -2 // 负数也一样,-1.5 -> -2
-1.4 -> -1 // -1.4 -> -1
```
## 实际代码示例 💡
```java
import java.math.BigDecimal;
import java.math.RoundingMode;
public class RoundingModeDemo {
public static void main(String[] args) {
BigDecimal[] testNumbers = {
new BigDecimal("2.4"),
new BigDecimal("2.5"),
new BigDecimal("2.6"),
new BigDecimal("-1.4"),
new BigDecimal("-1.5"),
new BigDecimal("-1.6")
};
for (BigDecimal num : testNumbers) {
System.out.println("\n原数: " + num);
System.out.println("UP: " + num.setScale(0, RoundingMode.UP));
System.out.println("DOWN: " + num.setScale(0, RoundingMode.DOWN));
System.out.println("CEILING: " + num.setScale(0, RoundingMode.CEILING));
System.out.println("FLOOR: " + num.setScale(0, RoundingMode.FLOOR));
System.out.println("HALF_UP: " + num.setScale(0, RoundingMode.HALF_UP));
}
}
}
```
## 输出结果展示 📊
```
原数: 2.4
UP: 3
DOWN: 2
CEILING: 3
FLOOR: 2
HALF_UP: 2
原数: 2.5
UP: 3
DOWN: 2
CEILING: 3
FLOOR: 2
HALF_UP: 3
原数: -1.5
UP: -2
DOWN: -1
CEILING: -1
FLOOR: -2
HALF_UP: -2
```
## 使用场景建议 🎯
```java
public class RoundingMode应用场景 {
public static void main(String[] args) {
// 金融计算 - 通常使用HALF_UP银行家舍入
BigDecimal money = new BigDecimal("123.455");
BigDecimal roundedMoney = money.setScale(2, RoundingMode.HALF_UP);
// 统计计算 - 可能使用HALF_EVEN银行家舍入
BigDecimal average = new BigDecimal("87.345");
BigDecimal roundedAvg = average.setScale(2, RoundingMode.HALF_EVEN);
// 科学计算 - 根据需要选择合适的模式
BigDecimal scientific = new BigDecimal("99.999");
BigDecimal ceilingResult = scientific.setScale(2, RoundingMode.CEILING);
}
}
```
# BigDecimal等值比较
使用compareTo进行比较因为equals会比较值和精度但是compareTo会忽略精度
compareTo() 方法可以比较两个 BigDecimal 的值,如果相等就返回 0如果第 1 个数比第 2 个数大则返回 1反之返回-1。
# BigDecimal工具类
```java
import java.math.BigDecimal;
import java.math.RoundingMode;
/**
* 简化BigDecimal计算的小工具类
*/
public class BigDecimalUtil {
/**
* 默认除法运算精度
*/
private static final int DEF_DIV_SCALE = 10;
private BigDecimalUtil() {
}
/**
* 提供精确的加法运算。
*
* @param v1 被加数
* @param v2 加数
* @return 两个参数的和
*/
public static double add(double v1, double v2) {
BigDecimal b1 = BigDecimal.valueOf(v1);
BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(v2);
return b1.add(b2).doubleValue();
}
/**
* 提供精确的减法运算。
*
* @param v1 被减数
* @param v2 减数
* @return 两个参数的差
*/
public static double subtract(double v1, double v2) {
BigDecimal b1 = BigDecimal.valueOf(v1);
BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(v2);
return b1.subtract(b2).doubleValue();
}
/**
* 提供精确的乘法运算。
*
* @param v1 被乘数
* @param v2 乘数
* @return 两个参数的积
*/
public static double multiply(double v1, double v2) {
BigDecimal b1 = BigDecimal.valueOf(v1);
BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(v2);
return b1.multiply(b2).doubleValue();
}
/**
* 提供(相对)精确的除法运算,当发生除不尽的情况时,精确到
* 小数点以后10位以后的数字四舍六入五成双。
*
* @param v1 被除数
* @param v2 除数
* @return 两个参数的商
*/
public static double divide(double v1, double v2) {
return divide(v1, v2, DEF_DIV_SCALE);
}
/**
* 提供相对精确的除法运算。当发生除不尽的情况时由scale参数指
* 定精度,以后的数字四舍六入五成双。
*
* @param v1 被除数
* @param v2 除数
* @param scale 表示表示需要精确到小数点以后几位。
* @return 两个参数的商
*/
public static double divide(double v1, double v2, int scale) {
if (scale < 0) {
throw new IllegalArgumentException(
"The scale must be a positive integer or zero");
}
BigDecimal b1 = BigDecimal.valueOf(v1);
BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(v2);
return b1.divide(b2, scale, RoundingMode.HALF_EVEN).doubleValue();
}
/**
* 提供精确的小数位四舍六入五成双处理。
*
* @param v 需要四舍六入五成双的数字
* @param scale 小数点后保留几位
* @return 四舍六入五成双后的结果
*/
public static double round(double v, int scale) {
if (scale < 0) {
throw new IllegalArgumentException(
"The scale must be a positive integer or zero");
}
BigDecimal b = BigDecimal.valueOf(v);
BigDecimal one = new BigDecimal("1");
return b.divide(one, scale, RoundingMode.HALF_UP).doubleValue();
}
/**
* 提供精确的类型转换(Float)
*
* @param v 需要被转换的数字
* @return 返回转换结果
*/
public static float convertToFloat(double v) {
BigDecimal b = new BigDecimal(v);
return b.floatValue();
}
/**
* 提供精确的类型转换(Int)不进行四舍六入五成双
*
* @param v 需要被转换的数字
* @return 返回转换结果
*/
public static int convertsToInt(double v) {
BigDecimal b = new BigDecimal(v);
return b.intValue();
}
/**
* 提供精确的类型转换(Long)
*
* @param v 需要被转换的数字
* @return 返回转换结果
*/
public static long convertsToLong(double v) {
BigDecimal b = new BigDecimal(v);
return b.longValue();
}
/**
* 返回两个数中大的一个值
*
* @param v1 需要被对比的第一个数
* @param v2 需要被对比的第二个数
* @return 返回两个数中大的一个值
*/
public static double returnMax(double v1, double v2) {
BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
return b1.max(b2).doubleValue();
}
/**
* 返回两个数中小的一个值
*
* @param v1 需要被对比的第一个数
* @param v2 需要被对比的第二个数
* @return 返回两个数中小的一个值
*/
public static double returnMin(double v1, double v2) {
BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
return b1.min(b2).doubleValue();
}
/**
* 精确对比两个数字
*
* @param v1 需要被对比的第一个数
* @param v2 需要被对比的第二个数
* @return 如果两个数一样则返回0如果第一个数比第二个数大则返回1反之返回-1
*/
public static int compareTo(double v1, double v2) {
BigDecimal b1 = BigDecimal.valueOf(v1);
BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(v2);
return b1.compareTo(b2);
}
}
```

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@@ -0,0 +1,261 @@
---
title: java基础面试题
published: 2025-07-25
description: ''
image: ''
tags: [Java,面试题]
category: 'Java > 面试题'
draft: false
lang: ''
---
https://javaguide.cn/java
# Java基本数据类型
整数型,浮点型,布尔型,字符型
整数型:
byte,short,int,long
浮点型: float,double
布尔型: boolean
字符型: char
# 基本类型和包装类型的区别
基本数据类型成员变量未被static修饰 存放在Java虚拟机的堆中
基本类型不一定被放在Java虚拟机的栈中这取决于这个基本类型变量在哪个地方如果它是作为方法中的局部变量那么它是存放在栈中的当这个基本类型变量被放在成员变量里面的时候它才会被放到堆中。
当然被static修饰的基本类型一定是存放在Java虚拟机的堆中的。
# 包装类型的缓存机制
Java基本数据类型的包装类大部分都用到了缓存机制来提升性能
Byte,Short,Integer,Long这4种包装类默认创建了[-128,127]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或者FALSE
对于Integer可以通过JVM参数 -XXAutoBoxCacheMax 来设定范围,但是不能修改下限
实际使用的时候不建议设置过大的值防止浪费内存或者OOM
# equals方法和==的区别
== 对于基本类型是判断值是否相等,对于引用类型是判断地址是否相等
equals方法因为所有类的顶层父类都是Object类所以Object类中的equals方法判断的也是两个对象的内存地址是否相同
因此需要重写equals方法实现对象和对象之间的内容比较当然了重写equals方法的时候也需要重写hashCode方法来保证在集合中使用的正确性。
# 自动装箱和自动拆箱
什么是自动装箱?
自动装箱是Java在基本数据和包装类型之间的自动转换在基本类型到包装类型转换时会调用包装类型的valueOf方法
什么是自动拆箱?
```java
package cn.meowrain;
public class Main{
public static void main(String[] args) {
Integer i = Integer.valueOf(10);
int j = i.intValue();
}
}
```
# 为什么浮点数运算的时候会有精度丢失的风险?
计算机在表示一个数字时,宽度是有限的,无限循环的小数存储在计算机时,只能被截断,所以就会导致小数精度发生损失的情况
# 如何解决浮点数运算的精度丢失问题?
BigDecimal 可以实现对浮点数的运算,不会造成精度丢失。通常情况下,大部分需要浮点数精确运算结果的业务场景(比如涉及到钱的场景)都是通过 BigDecimal 来做的。
BigDecimal的equals方法会比较精度还有值是否相等,BigDecimal的compareTo方法会比较值是否相等
# Java高精度
BigDecimal, BigInteger
# 面向对象和面向过程的区别
面边过程编程和面向对象编程是两种常见的编程范式,两者的主要区别在于解决问题的方式不同:
面向过程编程: 面向过程会把解决问题的过程拆成一个一个方法,通过一个一个方法的执行去解决问题
面向对象编程: 会先抽象出对象,然后用对象执行方法的方式解决问题
面向对象编程开发的程序一般有下面的优点:
- 易维护: 由于良好的结构和封装性,面向对象程序通常更容易维护
- 易复用: 通过继承和多态OOP设计使得代码更具有复用性方便扩展功能
- 易扩展: 模块化设计使得系统扩展变得更加容易和灵活。
# 封装继承多态
封装是指将对象的属性和(数据)和方法(行为)捆绑在一起,并隐藏对象的内部实现细节,只暴露必要的接口给外部世界。有助于保护数据不被直接访问和修改,从而提高代码的安全性和可维护性。
继承是面向对象编程中的另外一个核心概念,允许一个类从另一个类中继承属性和方法,从而实现代码复用和层次结构,子类可以扩展或者修改父类的行为,不需要重新编写代码。
多态是指允许不同的对象对同一消息做出不同的响应,即同一方法可以根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式。多态的实现方式有:
- 方法重载: 同一个类中,方法名相同,参数列表不同,返回值类型可以相同也可以不同
- 方法重写: 子类中,方法名和参数列表与父类相同,返回值类型和异常类型也相同,但是方法体不同
- 接口实现: 一个类实现了一个接口,那么这个类就可以被视为是这个接口的一个实例,从而可以调用接口中的方法。
# 接口和抽象类的区别
接口偏向于定义行为规范,是对行为的抽象,强调“能不能做”,“具备什么能力”
抽象类偏向于定义共同的属性和方法,是对类的抽象,强调“是什么”的关系
共同点:
接口和多态都不能被实例化,只能被实现或者继承后才能创建具体的对象。
# 为什么要有hashCode
当你把对象加入 HashSet 时HashSet 会先计算对象的 hashCode 值来判断对象加入的位置,同时也会与其他已经加入的对象的 hashCode 值作比较,如果没有相符的 hashCodeHashSet 会假设对象没有重复出现。但是如果发现有相同 hashCode 值的对象,这时会调用 equals() 方法来检查 hashCode 相等的对象是否真的相同。如果两者相同HashSet 就不会让其加入操作成功。如果不同的话,就会重新散列到其他位置。这样我们就大大减少了 equals 的次数,相应就大大提高了执行速度。
那为什么 JDK 还要同时提供这两个方法呢?
这是因为在一些容器(比如 HashMap、HashSet有了 hashCode() 之后判断元素是否在对应容器中的效率会更高参考添加元素进HashSet的过程我们在前面也提到了添加元素进HashSet的过程如果 HashSet 在对比的时候,同样的 hashCode 有多个对象,它会继续使用 equals() 来判断是否真的相同。也就是说 hashCode 帮助我们大大缩小了查找成本。
equals 方法判断两个对象是相等的,那这两个对象的 hashCode 值也要相等。
# String类的不可变性是如何被保证的
1. String类被final修饰也就是说String类是不可被继承的不可被继承意味着没人能通过继承String类来修改String类的行为从而保证了String类的不可变性。
2. 底层的字符数组被final修饰
```java
private final char value[];
```
这意味着这个value的引用是不可变的不能指向其他数组但是数组中的字符是可以变的。
还需要进一步保护
3. 没有对外暴露value的引用可以看到前面用了private修饰无法被外部类通过数组引用修改数组内容
4. String类也没有提供可以修改String内部数组的方法
# String、StringBuffer、StringBuilder 的区别?
String是不可变的StringBuilder和StringBuffer都继承自AbstractStringBuilder类在AbstractStringBuilder中也是使用字符数组保存字符串不过没有使用final和private关键字修饰
StringBuffer是线程安全的里面大量使用了synchronized关键字来保证线程安全而StringBuilder是线程不安全的。
# String#equals() 和 Object#equals() 有何区别?
因为String是引用类型String中的equals方法是被重写过的比较的是String字符串的值是否相等Object中的equals方法是没有被重写的比较的是对象的内存地址是否相等。
![](https://blog.meowrain.cn/api/i/2025/07/26/w2nt42-1.webp)
```java
/**
* Compares this string to the specified object. The result is {@code
* true} if and only if the argument is not {@code null} and is a {@code
* String} object that represents the same sequence of characters as this
* object.
*
* @param anObject
* The object to compare this {@code String} against
*
* @return {@code true} if the given object represents a {@code String}
* equivalent to this string, {@code false} otherwise
*
* @see #compareTo(String)
* @see #equalsIgnoreCase(String)
*/
public boolean equals(Object anObject) {
if (this == anObject) {
return true;
}
if (anObject instanceof String) {
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;
}
}
return false;
}
```
# String#intern 方法有什么作用?
String.intern() 是一个 native (本地) 方法,用来处理字符串常量池中的字符串对象引用。它的工作流程可以概括为以下两种情况:
常量池中已有相同内容的字符串对象:如果字符串常量池中已经有一个与调用 intern() 方法的字符串内容相同的 String 对象intern() 方法会直接返回常量池中该对象的引用。
常量池中没有相同内容的字符串对象:如果字符串常量池中还没有一个与调用 intern() 方法的字符串内容相同的对象intern() 方法会将当前字符串对象的引用添加到字符串常量池中,并返回该引用。
```java
package org.example;
public class Tests {
public static void main(String[] args) {
// 已经有一个字符串常量 "abc"
String abc = "abc";
String str = new String("abc");
System.out.println(str.intern() == str);
System.out.println(abc == str.intern());
}
}
```
![](https://blog.meowrain.cn/api/i/2025/07/26/w8e77e-1.webp)
可以看到str.intern() 返回的是字符串常量池中的引用,而不是字符串对象的引用,所以 str.intern() != str。
而 abc 是字符串常量池中的引用,所以 abc == str.intern()。
```java
package org.example;
public class Tests {
public static void main(String[] args) {
// 字符串常量池中之前没有"abc",所以 intern() 方法会将其添加到常量池中,并返回这个新创建的字符串对象的引用。
String str = new String("abc");
System.out.println(str.intern() == str);
}
}
```
这个例子中str.intern() == str 为 false因为 str.intern() 返回的是字符串常量池中的引用,而 str 是字符串对象的引用。
也就是说new String("abc")的时候,字面量"abc"在编译时就已经确定在常量池中了运行时的new String()操作是基于已存在的字面量创建新对象,放在堆内存中。
# 异常
## Exception 和 Error 有什么区别?
在Java中所有的异常都有一个共同的祖先java.lang包中的Throwable类Throwable类有两个重要的子类
- Exception 程序本身可以处理的异常可以通过Catch进行捕获Exception可以分为Checked Exception和Unchecked Exception。
- Error 程序无法处理的异常Error类的异常是由JVM抛出的 语法上虽然可以捕获但是一般不建议捕获Error类的异常因为Error类的异常是由JVM抛出的程序中无法捕获也无法处理。
## Checked Exception 和 Unchecked Exception 有什么区别?
Checked Exception 即 受检查异常 Java 代码在编译过程中,如果受检查异常没有被 catch或者throws 关键字处理的话,就没办法通过编译。
Unchecked Exception 即 非受检查异常 Java 代码在编译过程中,如果非受检查异常没有被 catch或者throws 关键字处理的话,也可以通过编译,但是在运行时会抛出异常。
![](https://blog.meowrain.cn/api/i/2025/07/26/x7qqjv-1.webp)
除了RuntimeException及其子类以外其他的Exception类及其子类都属于受检查异常 。常见的受检查异常有IO 相关的异常、ClassNotFoundException、SQLException...。
RuntimeException 及以下的异常类都被称为非受检查异常Unchecked Exception常见的非受检查异常有ArrayIndexOutOfBoundsException、NullPointerException、ClassCastException...。
## Throwable 类常用方法有哪些?
- String getMessage(): 返回异常发生时的详细信息
- String toString(): 返回异常发生时的简要描述
- String getLocalizedMessage(): 返回异常对象的本地化信息。使用 Throwable 的子类覆盖这个方法,可以生成本地化信息。如果子类没有覆盖该方法,则该方法返回的信息与 getMessage()返回的结果相同
- void printStackTrace(): 在控制台上打印 Throwable 对象封装的异常信息
> 不要在 finally 语句块中使用 return! 当 try 语句和 finally 语句中都有 return 语句时try 语句块中的 return 语句会被忽略。
# 什么是反射?
反射是一种在程序运行的时候,动态地获取类的信息并且操作类或者对象的能力。