Java期末总复习题

一、填空题

1.Java源程序的扩展名是.java，经过编译后的程序的扩展名是.class。

2. 在Java中定义一个字符串类型的变量str的语句是String str，定义一个具有10个元素的整型数组a的语句是： int[] a = new int[10]。

3. 创建一个名为 MyPackage 的包的语句是package MyPackage;,该语句应该放在程序的位置为首行（第一行、最顶部）。

4. 一个类如果实现一个接口，那么它就必须实现接口中定义的所有方法，否则该类就必须定义成abstract的。

5. 面向对象的特性有封装性、继承性和多态性。

6.抽象方法是一种仅有方法头，没有具体方法体和操作实现的方法，该方法必须在抽象类之中定义。

7.最终方法是不能被当前类的子类重新定义的方法。

8.对象是由一组属性和对这组属性进行操作的一组服务组成的。

9.在Java中，通过对象的封装，实现了模块化和信息隐藏。

10.在Java程序中，使用关键字this来引用当前对象。

11.面向对象的三个特性是：封装性、继承性和多态性。

12.在Java中，若定义抽象类则需要加关键字abstract来修饰。

13.Java是一种面向对象的、分布式的、健壮的、安全的、结构中立的、可移植的、高性能的、多线程的和动态的编程语言。

14.Java程序从main方法开始执行，该方法在Java程序中是唯一的，并且是自动被调用的。

15.Java中的基本数据类型分为四大类，分别是整数类型、浮点类型、字符类型和布尔类型。

16在Java中，访问修饰符有四种，分别是：public、protected、private和默认（不写修饰符）。

17.Java中的new语句用于创建对象，并调用类的构造方法来初始化对象。

二、判断题

1.在Java中，一个类只能继承一个父类，但可以实现多个接口。 (✓)

2.Java中的对象是通过类来创建的，而类本身也是一个对象。 (×)

3. 抽象类中的方法都必须是抽象的。(×)

4. 静态变量（类变量）是属于类的，而不是属于类的某个特定对象的。 (✓)

5. Java中的构造函数可以被继承。(×)

6.封装是隐藏对象的内部状态，并通过公共方法对外提供访问和操作该状态的方式。(✓)

7. 在Java中，使用final关键字修饰的类不能被继承。(✓)

8.接口中的所有方法默认都是public和abstract的。(✓)

9. 一个类可以没有构造函数，但一定有一个默认的无参构造函数。(×)

10. 多态性允许将子类的对象赋值给父类的引用变量。(✓)

11.Java中的类只能有一个构造函数。（×）

12.在Java中，所有类都默认继承自Object类，即使你没有显式地指定继承关系。（✓）

13.抽象类不能被实例化，但可以有实例变量和实例方法。（✓）

14.Java中的接口只能包含抽象方法和常量。（×）

15.封装是隐藏对象的属性和方法的具体实现细节，仅对外公开接口。（✓）

16.Java中的多态性只能通过方法重写（Override）来实现。（×）

17.在Java中，静态方法不能访问类的非静态成员（变量和方法）。（✓）

18.Java程序可以直接运行在裸机上，无需任何操作系统支持。（×）

19.Java的“垃圾回收”机制会自动释放不再被引用的对象所占用的内存。（✓）

20.在Java中，所有的数据类型都继承自Object类。（×）

三、简答题

1. 说一下Java中String类的replace()方法和replaceAll()方法是用来做什么的？说一下二者的区别。

答：replace()方法和replaceAll()方法都是用来替换字符串中的字符或子字符串的，它们的返回值都是一个新的字符串。

replace()接受两个 CharSequence 类型的参数：要替换的字符或子字符串（目标），以及用于替换的新字符或子字符串（替换物）。replaceAll()接受两个 String 类型的参数：一个正则表达式（表示要匹配的模式），以及一个用于替换的字符串（替换物）。

2. 请简述正则表达式的概念，并写出其最核心的两个类。

答：正则表达式是一种用于描述和匹配字符串模式的工具。它由普通字符和特殊字符（元字符）组成，可以用于查找、匹配、替换和分割字符串中的文本，广泛用于文本处理、数据验证和文本解析等领域，是一种强大的文本操作工具。正则表达式最核心类是 Pattern 和 Matcher类。

3. 请简述在Java中IO（输入/输出）操作中如何使用FileReader和BufferedReader类来读取文本文件的内容，并说一说BufferedReader相比于FileReader的一个优势。

答：FileReader和 BufferedReader是 Java 中用于读取文本文件内容的两个常用类。FileReader是一个用于读取字符文件的便捷类，它继承自 InputStreamReader，后者是一个桥接器，用于将字节流转换为字符流。BufferedReader则提供了缓冲功能，它可以提高读取效率。

4. 在Java中，请简述多线程的基本概念，并写出线程的生命周期。

答：多线程是一种并发编程技术，它允许程序同时执行多个线程，每个线程都是程序中的一个执行路径。多线程可以提高程序的响应性和性能，特别是在处理耗时任务或需要同时执行多个任务时。线程的生命周期包括新建、就绪、运行、阻塞、等待、超时等待、终止。

5. 什么是面向对象编程（OOP）

答：面向对象编程（OOP）是一种编程范式，它使用“对象”来设计软件。对象是具有属性和行为的实体，其中属性表示对象的状态，行为表示对象能执行的操作。OOP的核心概念包括封装、继承、多态和抽象。

6. 简述Java内部类的特点及用途

答：Java 内部类（Inner Class）是指在另一个类的内部定义的类。内部类的用途包括：隐藏实现细节，使代码更具可读性；实现多重继承（通过内部类继承其他类）；方便访问外部类的成员变量和方法。

7. Java中的“this”关键字的作用

答：在Java 中，this关键字是一个引用变量，它引用当前对象。它的主要用途包括：

（1）在类的构造器或方法中引用当前对象的实例变量或方法。

（2）用于区分实例变量和局部变量（当它们同名时）。

（3）在内部类中引用外部类的实例变量和方法。

8. Java中的异常处理机制是如何工作的？

答：Java 通过 try-catch-finally 语句块来处理异常。try块包含可能抛出异常的代码。catch块用于捕获并处理特定类型的异常。finally块中的代码无论是否发生异常都会执行（除非在执行 try 或 catch块时遇到System.exit（）等终止程序的方法）。Java 还提供了 throw 语句用于显式抛出异常，以及 throws 关键字用于在方法签名中声明可能抛出的异常类型。

四、程序分析题

1.分析下列程序，回答问题

public class OuterClass {
    private String outerField = "Outer Field";
 
    public void outerMethod() {
        System.out.println("Outer Method");
    }
 
    public class InnerClass {
        private String innerField = "Inner Field";
 
        public void innerMethod() {
            System.out.println("Inner Method");
            System.out.println("Accessing outerField: " + outerField);
            outerMethod();
        }
 
        public void printFields() {
            System.out.println("Inner Field: " + innerField);
            System.out.println("Accessing outerField from printFields: " + outerField);
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        OuterClass outer = new OuterClass();
        OuterClass.InnerClass inner = outer.new InnerClass();
        inner.innerMethod();
        inner.printFields();
    }
}

（1）当printFields()被调用时，控制台将输出什么？（提示：按行写）。

Inner Field:Inner Field

Accessing outerField from printFields:Outer Field

（2）如何在外部类中创建内部类的实例？

在外部类中，通过外部类的实例调用new关键字来创建内部类的实例：OuterClass.InnerClass inner = outer.new Innerlass();

（3）内部类是否可以独立于外部类存在？

在Java中，内部类（Inner Class）不能独立于外部类存在。内部类是与其外部类关联的，因此它们的生命周期和作用域都依赖于外部类。

2.分析下列程序，回答问题

public class ExceptionHandlingExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int result = divide(10, 0);
            System.out.println("Result: " + result);
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("An error occurred: " + e.getMessage());
        } finally {
            System.out.println("Execution of the try-catch-finally block is complete.");
        }
        System.out.println("Program continues...");
    }

    public static int divide(int a, int b) {
        return a / b;
    }
}

（1）在divide方法中，当尝试用10除以0时，会发生什么类型的异常？该异常在main方法的哪个部分被捕获？

在divide方法中，当尝试用10除以0时，会发生ArithmeticException异常。该异常在main方法的catch(ArithmeticException e)部分被捕获。

（2）请写出上面程序的运行结果（提示：按行写）。

An error occurred: / by zero

Execution of the try-catch-finally block is complete.

Program continus…

3.分析下列程序，回答问题

public class StringManipulation {
    public static void main(String[] args) {
        String original = "Hello, World!";
        String trimmed = original.trim(); // 移除字符串两端的空白字符
        String substring = original.substring(0, 5); // 提取从索引0到5的子字符串
        String concatenated = original + " Java"; // 字符串拼接
        String toLowerCase = original.toLowerCase(); // 转换为小写字母
 
        System.out.println("Substring: " + substring);
        System.out.println("Concatenated: " + concatenated);
        System.out.println("To Lower Case: " + toLowerCase);
    }
}

（1）请写出程序的运行结果（提示：按行写）。

Substring: Hello

Concatenated: Hello, World! Java

To Lower Case: hello, world!

（2）解释程序中第四行、第五行、第六行、第七行代码的作用。

String trimmed = original.trim();：去除original字符串两端的空格。

String substring = original.substring(0, 5);：获取original字符串从索引0（包含）到索引5（不包含）的子字符串，即“Hello”。

String concatenated = original + " Java";：使用字符串拼接运算符+将original字符串与“Java”拼接起来，形成新的字符串“Hello，World！Java”。

String toLowerCase = original.toLowerCase();：调用toLowerCase()方法将original字符串中的所有大写字母转换为小写字母，得到“hello，world！”。

4.分析下列程序，回答问题

import java.io.*;

public class FileIOExample {
    public static void main(String[] args) {
        String inputFilePath = "input.txt";
        String outputFilePath = "output.txt";
        
        try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(inputFilePath));
             BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter(outputFilePath))) {
             
            String line;
            while ((line = reader.readLine()) != null) { // 读取每一行
                writer.write(line); // 将行写入到输出文件
                writer.newLine(); // 写入换行符，确保输出文件的格式与输入文件相同
            }
            System.out.println("File copy completed."); // 文件复制完成提示
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace(); // 捕获并打印IO异常的堆栈跟踪
        }
    }
}

（1）预测程序的输出结果（假设文件input.txt存在且内容如下：Hello, World!\nThis is a test.）。

Hello,World!

This is a test.

（2）说一下上述代码的主要功能？

定义两个文件存储路径，用BufferedReader读取指定文件的内容；用BufferedWriter把读取到的数据存储到指定位置；用try catch捕获程序运行中可能出现的异常。

五、编程题

1.请编写一个Java程序，使用Scanner类从控制台读取输入，使用正则表达式\\d+来匹配字符串中的数字，该程序需要完成以下任务：

（1）从控制台读取一个用户输入的字符串，该字符串包含多个由空格分隔的数字（例如："aa123 456 789bb"）。

（2）使用Java的正则表达式功能，解析出字符串中的所有数字。

（3）将解析到的字符串输出到控制台。

Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入一个包含多个由空格分隔的数字的字符串：");
String input = scanner.nextLine();
Pattern pattern = Pattern.compile("\\d+");
Matcher matcher = pattern.matcher(input);
while (matcher.find()) {
    	System.out.println("正则表达式匹配后的结果是："+matcher.group());
}
scanner.close();

2.请设计一个图书管理系统，该系统应包含以下功能：

（1）定义一个泛型类Book<T>：title：图书的标题（String类型）。author：图书的作者（String类型）。提供一个构造方法来初始化这些属性。

（2）（9分）定义一个Library<T>类：使用ArrayList<Book<T>>来存储图书信息。提供addBook方法，用于向图书馆添加图书。提供printAllBooks方法，打印图书馆中所有图书的信息。

（3）在Main类中测试你的图书管理系统：创建一个Library实例。向图书馆添加几本图书。打印图书馆中所有图书的信息。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
class Book<T> {
    private String title;
    private String author;
    private T id;
    public Book(String title, String author, T id) {
        this.title = title;
        this.author = author;
        this.id = id;
    }
    public String getTitle() {
        return title;
    }
    public void setTitle(String title) {
        this.title = title;
    }

    public String getAuthor() {
        return author;
    }

    public void setAuthor(String author) {
        this.author = author;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Book{" + "title='" + title + '\'' + ", author='" + author + '\'' + ", id=" + id + '}';
    }
}
class Library<T> {
    private List<Book<T>> books;

    public Library() {
        this.books = new ArrayList<>();
    }

    public void addBook(Book<T> book) {
        books.add(book);
    }

    public void printAllBooks() {
        for (Book<T> book : books) {
            System.out.println(book);
        }
    }
}
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Library<String> library = new Library<>();
        library.addBook(new Book<>("Java 编程思想", "Bruce Eckel", "001"));
        library.addBook(new Book<>("深入理解Java虚拟机", "周志明", "002"));
        System.out.println("所有图书信息：");
        library.printAllBooks();
    }
}

3.设计一个计算图形面积的图形系统，该系统包括以下功能：

（1）定义一个Shape接口，其中包含一个方法draw()，用于绘制图形。

（2）定义一个抽象类AbstractShape，实现Shape接口，并添加一个抽象方法area()，用于计算图形的面积。

（3）创建一个具体的图形类Circle，它继承AbstractShape并实现该抽象类的方法。

（4）编写一个测试类ShapeDemo，演示如何使用这些类和接口。

// 定义 Shape 接口
public interface Shape {
    void draw(); // 绘制图形的方法
}

// 定义 AbstractShape 抽象类，实现 Shape 接口
public abstract class AbstractShape implements Shape {
    public abstract double area(); // 计算面积的抽象方法
}

// 定义 Circle 类，继承 AbstractShape
public class Circle extends AbstractShape {
    private double radius;

    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing Circle");
    }

    @Override
    public double area() {
        return Math.PI * radius * radius;
    }
}

// 定义 Rectangle 类，继承 AbstractShape
public class Rectangle extends AbstractShape {
    private double width;
    private double height;

    public Rectangle(double width, double height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
    }

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing Rectangle");
    }

    @Override
    public double area() {
        return width * height;
    }
}

// 测试类 ShapeDemo
public class ShapeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 Circle 对象
        Shape circle = new Circle(5.0);
        circle.draw();
        System.out.println("Circle Area: " + ((Circle) circle).area());

        // 创建一个 Rectangle 对象
        Shape rectangle = new Rectangle(4.0, 6.0);
        rectangle.draw();
        System.out.println("Rectangle Area: " + ((Rectangle) rectangle).area());
    }
}

4.设计一个简单的学生成绩管理系统，要求如下：

（1）创建Student类，包含两个私有属性：name（String类型）和score（double类型）。提供构造方法来初始化这两个属性。提供getter方法来获取这两个属性的值。

使用ArrayList来存储Student对象，并且利用泛型来确保ArrayList中只存储Student类型的对象。

（2）创建StudentManager 类，包含一个私有属性：students（ArrayList<Student>类型）。在构造方法中初始化这个ArrayList。提供一个addStudent方法来添加学生到ArrayList中。提供一个displayStudents方法来显示所有学生的姓名和成绩。

（3）创建一个StudentManager对象。添加三个学生到管理器中。显示所有学生的信息。

要求：

代码实现：编写完整的Java程序，包括类的定义和主方法中的对象创建及方法调用。

输出示例：三个学生的姓名和成绩可自行填写，给出预期的输出结果。

public class Student {
    private String name;
    private double score;

    public Student(String name, double score) {
        this.name = name;
        this.score = score;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public double getScore() {
        return score;
    }
}

import java.util.ArrayList;

public class StudentManager {
    private ArrayList<Student> students;

    public StudentManager() {
        students = new ArrayList<>();
    }

    public void addStudent(Student student) {
        students.add(student);
    }

    public void displayStudents() {
        for (Student student : students) {
            System.out.println("Name: " + student.getName() + ", Score: " + student.getScore());
        }
    }
}

public class TestStudentManager {
    public static void main(String[] args) {
        StudentManager manager = new StudentManager();
        manager.addStudent(new Student("Alice", 85.5));
        manager.addStudent(new Student("Bob", 92.0));
        manager.addStudent(new Student("Charlie", 78.0));
        manager.displayStudents();
    }
}

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