Java 초보자를 위한 자주 묻는 질문 정리(모음)

이 기사에서는 Java 초보자가 자주 묻는 몇 가지 질문을 소개합니다. 많은 친구들이 %를 소수로 나눌 수 있는지 궁금해합니다. a += b와 a = a + b의 효과에 차이가 있나요? 배열 선언에 시간이 많이 걸리는 이유는 무엇입니까? Java 라이브러리가 무작위 피벗 빠른 정렬을 사용하지 않는 이유는 무엇입니까? 일련의 질문에 대해 의문이 든다면 이 기사를 통해 자세히 소개하겠습니다.

이 기사에서는 Java 초보자가 자주 묻는 몇 가지 질문을 소개합니다. %를 소수로 나눌 수 있나요? a += b와 a = a + b의 효과에 차이가 있나요? 배열을 선언하는 데 시간이 많이 걸리는 이유는 무엇입니까? Java 라이브러리가 무작위 피벗 빠른 정렬을 사용하지 않는 이유는 무엇입니까?

기본데이터 유형

Q. -0/3의 결과는 0이고 -0.0/3.0의 결과는 무엇입니까? -0.0인가요? (다음 결과 0에는 음수 부호가 있음을 참고하세요.)

A. Java에서 정수는 2의 보수 코드로 표현됩니다. 2의 보수로 0을 표현하는 방법은 한 가지뿐입니다. 반면, 부동소수점 숫자는 IEEE 표준을 사용하여 표현하는데, 0, 0, -0을 표현하는 방법에는 두 가지가 있습니다.

Q. %를 소수로 나눌 수 있나요?

물론이죠. 예를 들어 angle이 음수가 아닌 숫자인 경우 angle %(2 * Math.PI)는 angle을 0과 2 π 사이의 값으로 변환합니다.

Q. a와 b가 모두 기본형 변수인 경우, a += b와 a = a + b의 효과에 차이가 있나요?

A. a와 b의 유형이 다른 경우 두 진술의 효과가 다를 수 있습니다. a += b는 a = (int) (a + b)와 동일합니다. 이 경우 a는 int 유형일 수 있고 b는 float 유형일 수 있습니다. 그러나 동일한 상황에서 a = a + b는 컴파일하고 오류를 보고합니다.

조건문과 루프문

Q. 문자열 을 판단하는 이유는 무엇인가요? 평등을 위해 ==를 사용하지 않습니까?

A. 이는 기본 유형(int, double, boolean)과 참조 유형(String) 간의 차이를 반영합니다.

Q. 문장 블록의 중괄호를 생략할 수 없는 상황이 있나요?

A. 아래 예에서 첫 번째 코드는 유효하지만 두 번째 코드는 컴파일 오류를 발생시킵니다. 기술적인 관점에서 볼 때 해당 문은 문이 아닌 변수 선언이므로 오류가 보고됩니다.

rree

Q. 다음 두 코드에서 효과가 다른 경우가 있나요?

아아아

네. 루프 블록에서 continue 문을 사용하는 경우. for 코드에서는 카운터가 1씩 증가합니다. while 코드에서는 continue로 건너뛰기 때문에 카운터가 1씩 증가하지 않습니다.

배열

Q. 일부 Java 개발자는 배열을 선언하기 위해 int[] a 대신 int a[]를 사용합니다. 둘 사이의 차이점은 무엇입니까?

A. 두 가지 사용법 모두 Java에서 허용되며 기능은 동일합니다. 전자는 C에서 배열을 정의하는 방법입니다. 후자는 JAVA에서 권장하는 방법입니다. 쓰기 방법 int[]가 int 배열임을 더 잘 나타내기 때문입니다.

Q. 배열 첨자는 왜 1이 아닌 0부터 시작하나요?

A. 이 전통은 기계어의 프로그래밍 방식에서 유래했습니다. 기계어에서 배열 첨자는 요소의 위치와 첫 번째 요소 사이의 오프셋을 계산하는 데 사용됩니다. 1부터 시작하면 오프셋을 계산할 때 빼기 연산을 해야 하는데, 이는 낭비이다.

Q. 배열 첨자로 음수를 사용하면 어떻게 되나요?

A. 아래 첨자가 0보다 작거나 배열 길이보다 크거나 같은 경우 JAVA는 프로그램 실행 시 ArrayIndexOutOfBoundsException 예외를 발생시키고 종료합니다.

Q. 배열을 사용할 때 주의해야 할 또 다른 함정이 있나요?

A. JAVA는 배열을 생성할 때 초기화하므로 배열 선언에는 O(N) 시간이 걸린다는 점을 기억해야 합니다.

Q. a[]가 배열인데 왜 System.out.println(a)가 배열 요소를 인쇄하는 대신 @f62373과 같이 16진수를 인쇄합니까?

좋은 질문이네요. 이 명령문은 메모리에 있는 배열의 주소를 출력합니다. 시스템은 자동으로 배열의 toString() 메소드를 호출합니다. 이 문제에 대해서는 toString() 메소드의 소스 코드를 볼 수 있습니다.

함수호출

Q. 종종 혼란스러워요?

아. 값에 의한 전달 매개변수(매개변수는 기본 변수 유형임)와 참조에 의한 전달 매개변수(예: 배열) 사이의 차이점을 기억해야 합니다.

Q. 那为什么不把所有的参数都使用传值的方式，包括对待数组？

A. 但数组很大时，复制数组需要大量的性能开销。因为这个原因，绝大多数变成语言支持把数组传入函数但不复制一个副本——MATLAB语言除外。

递归调用

Q. 有没有只能用循环而不能用递归的情况？

A. 不可能，所有的循环都可以用递归替代，虽然大多数情况下，递归需要额外的内存。

Q. 有没有只能用递归而不能用循环的情况？

A. 不可能，所有的递归调用都可以用循环来表示。比如你可以用while的方式来实现栈。

Q. 那我应该选择哪个，递归的方式 还是 循环的方式？

A. 根据代码的可读性和效率性之间做权衡。

Q. 我担心使用递归代码时的空间开销和重复计算（例如用递归解Fibonacci）的问题。有没有其他需要担心的？
A. 在递归代码中创建大数据类型（比如数组）时需要额外注意，随着递归的推进，内存使用将会迅速增加，由于内存使用增加，操作系统管理内存的时间开销也会增加。

排序与查找

Q. 为什么我们要花大篇幅来证明一个程序是正确的？

A. 为了防止错误的结果。二分查找就是一个例子。现在，你懂得了二分查找的原理，你就能把递归形式的二分查找改写成循环形式的二分查找。Knuth 教授在 1946年就发表了二分查找的论文，但是第一个正确的二分查找的程序在 1962年在出现。

Q. 在JAVA内建库中有没有排序和查找的函数？

A. 有的。在 java.util.Arrays 中包含了 Arrays.sort() 和 Arrays.binarySearch() 方法。对于Comparable 类型它使用了 归并排序，对于基本数据类型，它使用了快速排序。因为基本类型是值传递，快速排序比归并排序更快而且不需要额外的空间。

Q. 为什么JAVA库不用 随机pivot方式的快速排序？

A. 好问题。 因为某些程序员在调试代码时，可能需要确定性的代码实现。使用随机pivot违背了这个原则。

栈和队列

Q. 在Java库中有对stacks 和 queues 的实现吗?

A. Java库中内建 java.util.Stack，但是你应该避免使用它如果你需要一个真正的栈的话。因为它是实现了额外的功能，比如访问第N个元素。另外，它也支持从栈底部插入元素，所以它看上去更像是一个队列。尽管实现了这些额外的功能对编程人员是一个加分，可是我们使用数据结构并不只是想使用所有功能，而是需要我们正好需要的那种结构。JAVA对于栈的实现就是一个典型的宽接口的例子。

Q. 我想使用数组来表示一个包含泛型的栈，但是以下代码编译报错。为什么？

private Item[] a = new Item[max]; 
oldfirst = first;

A. 不错的尝试。不幸的是，创建一个泛型数组在 Java 1.5里不支持。你可以使用cast，比如下面的写法：

private Item[] a = (Item[]) new Object[max]; 
oldfirst = first;

根本的原因是JAVA中的数组是“协变的（covariant）”，但是泛型并不是。比如， String[] 是 Object[]的一种子类型，但是 Stackf7e83be87db5cd2d9a8a0b8117b38cd4并不是 Stacka87fdacec66f0909fc0757c19f2d2b1d 的一种子类型。 许多程序员认为“协变的”数组是JAVA在数据类型方面的一个缺点。但是，如果我们不考虑泛型，“协变的”数组是有用的，比如实现 Arrays.sort(Comparable[]) 方法，然后当参数是 String[]时它也可以被正常调用。

Q. 可不可以在数组上使用 foreach 方式？

A. 可以的（虽然 数组并没有实现 Iterator 接口）。请参考下面的代码：

public static void main(String[] args) { 
  for (String s : args) 
  StdOut.println(s); 
}

Q. 在 linked list 上使用 iterator 是不是比循环或者递归更有效率？

A. 编译器在翻译时，可能把那种“尾递归”形式翻译成等价的循环形式。所以可能并没有可以被观测到的性能提升。
尾部递归是一种编程技巧。如果在递归函数中，递归调用返回的结果总被直接返回，则称为尾部递归。尾递归是极其重要的，不用尾递归，函数的堆栈耗用难以估量，需要保存很多中间函数的堆栈。比如f(n, sum) = f(n-1) + value(n) + sum; 会保存n个函数调用堆栈，而使用尾递归f(n, sum) = f(n-1, sum+value(n)); 这样则只保留后一个函数堆栈即可，之前的可优化删去。

Q. 自动装箱机制会怎么处理下面的情况？

Integer a = null; 
int b = a;

A.它将返回一个运行时错误。基础类型不允许它对应的装箱类型里的值是null。 

Q. 为什么第一组打印的是 true，但是后面两组打印的是 false？

Integer a1 = 100; 
Integer a2 = 100; 
System.out.println(a1 == a2);  // true 
Integer b1 = new Integer(100); 
Integer b2 = new Integer(100); 
System.out.println(b1 == b2);  // false 
Integer c1 = 150; 
Integer c2 = 150; 
System.out.println(c1 == c2);  // false

A. 第二组代码打印 false 是因为 b1 和 b2 指向不同的 Integer 对象引用。第一组和第三组依赖于自动装箱机制。 令人意外的第一组打印了 true 是因为在 -128 和 127 之间的值会自动转换成同样的immutable型的Integer 对象。对于超出那个范围的数，Java会对于每一个数创建一个新的Integer对象。

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