JavaAPI（含面试大厂题含源码）

在Java编程中，API（应用程序编程接口）是一套常用于执行特定任务或与系统交互的预定义函数和协议集合。Java标准库（也称为Java API）提供了广泛的功能，包括集合操作、文件处理、网络编程等，这些都是Java开发中不可或缺的部分。以下是一些关键的Java API知识点，帮助你更好地理解和使用Java进行开发。

核心Java API组件

1. Java集合框架 (java.util包)

   • 提供了一套性能优化的接口和类，用于存储和处理数据集合。包括List、Set、Map等接口及其实现。

2. Java IO/NIO (java.io与java.nio包)

   • 用于处理输入输出，包括文件读写、网络通信等。NIO（新输入/输出）提供了更高效的非阻塞IO操作。

3. Java网络编程 (java.net包)

   • 提供了用于开发网络应用的类和接口，包括URL处理、套接字编程等。

4. Java并发API (java.util.concurrent包)

   • 提供了设计用于多线程并发控制的高级API，如执行器、同步器、并发集合等。

5. Java时间API (java.time包)

   • Java 8引入的新时间日期API，提供了处理日期、时间、时间区间、持续时间的类。

6. Java Stream API (java.util.stream包)

   • Java 8同样引入，提供了一种高效处理集合数据的方式（尤其是对集合对象进行各种计算的功能）。

使用Java API的注意事项

• 了解API的版本兼容性：随着Java版本的更新，API可能会发生变化。使用最新的API功能时，确保你的Java环境与之兼容。

• 理解API的性能特点：不同的API设计有不同的性能特点。例如，在处理大量数据时，Stream API可能比传统的for循环更高效。

• API的正确使用：了解API的正确使用方法，可以通过阅读官方文档或查看示例代码来获得。

• 异常处理：许多Java API会抛出异常，正确处理这些异常是确保程序稳定性的关键。

• 安全性考虑：使用网络或IO相关的API时，考虑到安全性是非常重要的，特别是处理用户数据和敏感信息时。

• 资源管理：使用IO流或网络编程API时，确保及时关闭资源，避免资源泄露。

通过深入理解和实践这些API知识点，你将能够更加高效地利用Java标准库来开发各种应用程序。Java官方文档是学习和参考这些API的宝贵资源。### 面试题1：实现LRU缓存

题目描述：
设计并实现一个LRU（最近最少使用）缓存机制。它应该支持以下操作：获取数据 get 和 写入数据 put。

• 获取数据 get(key) - 如果密钥 (key) 存在于缓存中，则获取密钥的值（总是正数），否则返回 -1。
• 写入数据 put(key, value) - 如果密钥已经存在，则变更其数据值；如果密钥不存在，则插入该组「密钥/数据值」。当缓存容量达到上限时，它应该在写入新数据之前，删除最近最少使用的数据值，从而为新的数据值留出空间。

源码示例：

import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;

public class LRUCache extends LinkedHashMap<Integer, Integer> {
    private int capacity;

    public LRUCache(int capacity) {
        super(capacity, 0.75F, true);
        this.capacity = capacity;
    }

    public int get(int key) {
        return super.getOrDefault(key, -1);
    }

    public void put(int key, int value) {
        super.put(key, value);
    }

    @Override
    protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<Integer, Integer> eldest) {
        return size() > capacity;
    }

    public static void main(String[] args) {
        LRUCache cache = new LRUCache(2 /* 缓存容量 */);

        cache.put(1, 1);
        cache.put(2, 2);
        System.out.println(cache.get(1));       // 返回  1
        cache.put(3, 3);    // 该操作会使得密钥 2 作废
        System.out.println(cache.get(2));       // 返回 -1 (未找到)
        cache.put(4, 4);    // 该操作会使得密钥 1 作废
        System.out.println(cache.get(1));       // 返回 -1 (未找到)
        System.out.println(cache.get(3));       // 返回  3
        System.out.println(cache.get(4));       // 返回  4
    }
}

这个实现利用了LinkedHashMap的构造函数来实现LRU缓存。LinkedHashMap可以按访问顺序排序，最近访问的元素会被放到队尾。

面试题2：合并两个排序的链表

题目描述：
合并两个升序链表，并使新链表也是升序的。

源码示例：

class ListNode {
    int val;
    ListNode next;

    ListNode(int x) {
        val = x;
    }
}

public class Solution {
    public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
        ListNode dummy = new ListNode(0);
        ListNode current = dummy;
        
        while (l1 != null && l2 != null) {
            if (l1.val < l2.val) {
                current.next = l1;
                l1 = l1.next;
            } else {
                current.next = l2;
                l2 = l2.next;
            }
            current = current.next;
        }
        
        if (l1 != null) {
            current.next = l1;
        } else {
            current.next = l2;
        }
        
        return dummy.next;
    }
}

面试题3：无重复字符的最长子串

题目描述：
给定一个字符串，请你找出其中不含有重复字符的最长子串的长度。

源码示例：

import java.util.HashMap;

public class Solution {
    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        if (s == null || s.length() == 0) return 0;
        
        HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<>();
        int maxLen = 0;
        for (int start = 0, end = 0; end < s.length(); end++) {
            char currentChar = s.charAt(end);
            if (map.containsKey(currentChar)) {
                start = Math.max(start, map.get(currentChar) + 1);
            }
            map.put(currentChar, end);
            maxLen = Math.max(maxLen, end - start + 1);
        }
        return maxLen;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Solution solution = new Solution();
        System.out.println(solution.lengthOfLongestSubstring("abcabcbb")); // 输出 3
        System.out.println(solution.lengthOfLongestSubstring("bbbbb"));    // 输出 1
        System.out.println(solution.lengthOfLongestSubstring("pwwkew"));   // 输出 3
    }
}

这些题目涵盖了数据结构、算法以及编程技巧，是面试中常见的问题类型。掌握它们不仅可以帮助你在面试中表现优异，还能在日常工作中解决实际问题。