### Java面试知识点详解
#### 一、Java与C++中的异常处理差异
在Java与C++的异常处理机制上存在显著区别。Java采用基于对象的异常处理系统，当程序遇到无法处理的情况时，会抛出一个`Throwable`类或其子类的实例，这包括`Error`和`Exception`两大类。`Error`类通常表示应用程序无法处理的严重错误，如内存溢出等，而`Exception`则用于表示可以被应用程序捕获并尝试处理的异常情况。
Java的异常处理通过`try-catch-finally`结构来实现。在`try`块中编写可能引发异常的代码，一旦发生异常，控制流会立即跳转到相应的`catch`块进行处理。如果`catch`块没有捕获到异常，或者程序员希望确保某些资源在异常情况下也能得到释放，则可以在`finally`块中编写代码，这部分代码无论是否发生异常都会被执行。
#### 二、面向对象与C++的不同
Java是一种纯粹的面向对象语言，它不支持全局变量和函数，所有的数据和行为都封装在类和对象中。与C++相比，Java没有指针概念，因此不需要手动管理内存，这大大降低了编程难度和出错的可能性。此外，Java的类默认是`public`的，并且所有成员方法和属性也默认为`public`，这与C++中默认的`private`有所不同。
#### 三、垃圾回收机制
Java的垃圾回收机制（Garbage Collection, GC）自动管理程序运行时产生的无用对象，以节省内存空间。GC会在适当的时候自动检测不再被任何引用所指向的对象，并将其占用的内存回收，从而避免了手动管理内存带来的复杂性和风险。Java程序员可以通过调用`System.gc()`或`Runtime.getRuntime().gc()`来建议JVM执行垃圾回收，但最终是否执行GC以及何时执行，完全由JVM决定。
#### 四、多线程中的`wait()`与`sleep()`的区别
`wait()`和`sleep()`都是控制线程间同步的重要方法，但它们在语义和使用场景上有着根本区别。`wait()`方法会使当前线程释放锁并进入等待状态，直到其他线程调用`notify()`或`notifyAll()`唤醒。而`sleep()`方法则使当前线程暂停指定的时间后自动恢复，期间不会释放锁。值得注意的是，调用`wait()`必须在已获得对象锁的情况下进行，而`sleep()`则无需持有锁。
#### 五、`final`关键字的理解
`final`关键字在Java中有多种用途。当修饰类时，该类不能被继承；当修饰方法时，该方法不能被重写；当修饰变量时，该变量一旦初始化就不能被修改。`final`关键字确保了代码的稳定性和安全性，特别是在多线程环境中，它可以帮助避免并发问题。
#### 六、堆与栈的区别
堆和栈是Java内存管理中的两个关键概念。栈内存主要用于存储局部变量和方法调用信息，特点是快速分配和释放，但空间有限。堆内存用于存放Java对象和数组，它在程序启动时创建，由垃圾回收器自动管理，虽然分配和释放速度较慢，但容量远大于栈。理解两者之间的区别对于高效编程和优化性能至关重要。
#### 七、自定义大数据类型
在Java中，自定义大数据类型如大整数或大实数，通常涉及到使用数组或链表等数据结构来存储数据的各个部分，以及实现加法、减法、乘法等基本算术运算。例如，使用一个整数数组来存储每一位数字，然后编写方法来实现这些运算，确保能够处理超出标准数据类型范围的数值。
#### 八、图形系统设计
设计一个图形系统，如包含点（Point）、线（Line）、矩形（Rectangle）、三角形（Triangle）等基本图形元素，需要考虑对象的封装性、继承关系和多态性。每个图形类都可以定义其特定的属性和方法，如位置、尺寸和绘制方法，同时，更复杂的图形可以继承自简单图形类，复用其功能并添加新的特性。
#### 九、匿名内部类与接口实现
匿名内部类是Java中一种特殊的类定义方式，它没有显式的名字，通常在需要实现某个接口或扩展某个类的地方直接定义。匿名内部类可以实现接口或继承父类，并可以访问外部类的私有成员，这为简化代码提供了便利。当创建匿名内部类时，如果需要实现接口，可以直接在定义处列出所有所需的方法实现；如果是扩展类，则需提供相应构造函数或方法覆盖。
#### 十、`HashMap`与`Hashtable`
`HashMap`和`Hashtable`都是Java集合框架中用于存储键值对的类，但它们在同步性和空值支持方面存在差异。`HashMap`是非线程安全的，允许一个或多个键值对为`null`，而`Hashtable`是线程安全的，不允许键或值为`null`。由于`Hashtable`的线程安全特性导致了性能上的牺牲，因此在多数现代应用中，更推荐使用`HashMap`并结合适当的同步策略来保证线程安全。
#### 十一、`Collection`与`Collections`
`Collection`是Java集合框架的基础接口，所有集合类都必须实现它，提供了添加、删除、查询等基本操作。`Collections`则是一个工具类，提供了一系列静态方法来操作集合，如排序、查找最大最小值、反转列表等，极大地简化了集合操作。
#### 十二、断言（`assert`）
断言是Java中用于测试假设条件的一种机制，通常在开发阶段用于检查代码逻辑的正确性。当断言条件为`false`时，程序将抛出`AssertionError`异常。断言可以通过编译器选项启用或禁用，例如使用`-ea`（`-enableassertions`）启用所有断言，使用`-da`（`-disableassertions`）禁用所有断言。合理使用断言可以提高代码的健壮性和可测试性。
#### 十三、`String`对象的理解
在Java中，`String`类代表不可变的字符序列，这意味着一旦一个字符串对象被创建，其内容就不能更改。因此，`String`对象通常用于存储和传递文本信息。当使用`new`关键字创建`String`对象时，会在堆上创建一个新的对象实例，即使这个字符串已经存在于字符串常量池中。为了提高效率，应尽量使用字符串字面量或`String.intern()`方法来避免重复创建相同内容的字符串对象。
以上知识点涵盖了Java面试中常见的技术要点，深入理解并熟练掌握这些概念对于提升编程技能和面试表现具有重要意义。
