2025年Java程序設(shè)計考試試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.以下關(guān)于Java虛擬機（JVM）內(nèi)存區(qū)域的描述，錯誤的是（）A.程序計數(shù)器是線程私有的，用于記錄當(dāng)前線程執(zhí)行的字節(jié)碼行號B.虛擬機棧為每個線程分配，存儲局部變量表、操作數(shù)棧等信息C.方法區(qū)（元空間）存儲類信息、常量、靜態(tài)變量，屬于堆內(nèi)存的一部分D.堆內(nèi)存是所有線程共享的，對象實例和數(shù)組在此分配答案：C（方法區(qū)在JDK8后使用元空間實現(xiàn)，不屬于堆內(nèi)存）2.執(zhí)行以下代碼后，輸出結(jié)果是（）```javaStrings1="abc";Strings2=newString("abc");System.out.println(s1==s2);System.out.println(s1.equals(s2));```A.truetrueB.falsetrueC.truefalseD.falsefalse答案：B（==比較引用地址，equals比較內(nèi)容）3.關(guān)于Java泛型的描述，正確的是（）A.泛型在編譯期生效，運行時會進行類型擦除B.泛型類可以定義多個類型參數(shù)，如classMyClass<T1,T2>C.List<Object>可以直接賦值給List<String>D.泛型方法的類型參數(shù)聲明必須在返回值類型之前答案：C錯誤，正確為ABD（C選項涉及泛型協(xié)變，Java不支持直接賦值）4.以下集合類中，底層基于哈希表實現(xiàn)且允許null鍵的是（）A.TreeMapB.HashMapC.HashtableD.LinkedHashMap答案：B（TreeMap基于紅黑樹，不允許null鍵；Hashtable不允許null鍵；LinkedHashMap是HashMap的子類，允許null鍵）5.線程調(diào)用start()方法后，進入的狀態(tài)是（）A.RUNNABLEB.TIMED_WAITINGC.BLOCKEDD.TERMINATED答案：A（start()啟動線程，進入可運行狀態(tài)，等待CPU調(diào)度）6.以下異常處理代碼中，可能出現(xiàn)編譯錯誤的是（）A.try{...}catch(IOExceptione){...}B.try{...}catch(SQLException|IOExceptione){...}C.try(FileInputStreamfis=newFileInputStream("test.txt")){...}D.try{...}finally{return;}答案：無錯誤（D選項finally中的return會覆蓋try/catch的返回，但語法合法）7.自定義注解時，用于指定注解可用位置的元注解是（）A.@RetentionB.@TargetC.@InheritedD.@Documented答案：B（@Target指定注解作用目標(biāo)，如METHOD、FIELD等）8.以下關(guān)于JavaIO流的描述，錯誤的是（）A.FileInputStream是字節(jié)流，用于讀取二進制文件B.BufferedReader的readLine()方法返回字符串，可能返回nullC.ObjectOutputStream的writeObject()方法可以序列化任意對象D.PrintWriter支持自動刷新緩沖區(qū)，可通過構(gòu)造參數(shù)設(shè)置答案：C（被序列化的對象需實現(xiàn)Serializable接口）9.反射機制中，獲取類Class對象的方式不包括（）A.對象.getClass()B.類名.classC.Class.forName("包名.類名")D.構(gòu)造方法.newInstance()答案：D（newInstance()是創(chuàng)建實例的方法，非獲取Class對象）10.以下Lambda表達式中，能正確實現(xiàn)Comparator<String>的是（）A.(s1,s2)->s1.length()s2.length()B.s->s.toUpperCase()C.()->System.out.println("test")D.(List<String>list)->list.size()答案：A（Comparator需要比較兩個參數(shù)，返回int）二、填空題（每空2分，共20分）1.在子類構(gòu)造方法中，使用______關(guān)鍵字調(diào)用父類無參構(gòu)造方法，該調(diào)用必須位于構(gòu)造方法的第一行。答案：super2.HashMap的默認初始容量是______，負載因子默認是______。答案：16；0.753.線程同步時，使用______關(guān)鍵字修飾方法或代碼塊，可保證同一時刻只有一個線程執(zhí)行。答案：synchronized4.try-with-resources語句要求資源類必須實現(xiàn)______接口。答案：AutoCloseable5.對List<String>進行排序時，可調(diào)用Collections.sort(list,______)，其中第二個參數(shù)是Comparator實現(xiàn)。答案：Comparator（或具體比較器實例）6.StringBuilder的默認初始容量是______，當(dāng)容量不足時會自動擴容。答案：167.自定義注解時，使用______元注解可指定注解被包含在Javadoc中。答案：@Documented8.在異常處理中，無論try塊是否拋出異常，______塊中的代碼都會執(zhí)行（除非JVM退出）。答案：finally9.泛型通配符中，<?superT>表示______通配符，允許傳入T的父類類型。答案：下界10.Stream流的______操作會觸發(fā)實際計算，如collect()、forEach()等。答案：終止三、簡答題（每題8分，共40分）1.比較ArrayList和LinkedList的區(qū)別，說明各自適用場景。答案：ArrayList基于動態(tài)數(shù)組，隨機訪問（get/set）時間復(fù)雜度O(1)，但插入/刪除（非尾部）需移動元素，時間復(fù)雜度O(n)；LinkedList基于雙向鏈表，插入/刪除（任意位置）時間復(fù)雜度O(1)（需先定位節(jié)點），但隨機訪問需遍歷，時間復(fù)雜度O(n)。ArrayList適用于頻繁查詢、少量增刪的場景；LinkedList適用于頻繁增刪、少量查詢的場景（如隊列、棧）。2.說明synchronized和ReentrantLock的區(qū)別及各自優(yōu)勢。答案：synchronized是關(guān)鍵字，JVM層面實現(xiàn)，自動釋放鎖（同步塊/方法結(jié)束）；ReentrantLock是Lock接口實現(xiàn)類，需手動釋放（finally塊中調(diào)用unlock()）。區(qū)別：（1）鎖的獲取方式：synchronized不可中斷，ReentrantLock可通過tryLock()嘗試獲取或設(shè)置超時；（2）公平性：synchronized非公平鎖（默認），ReentrantLock可指定公平/非公平；（3）條件變量：ReentrantLock支持多個Condition對象，更細粒度的線程等待/喚醒。優(yōu)勢：synchronized代碼簡潔，適合簡單同步；ReentrantLock靈活，適合復(fù)雜同步邏輯（如讀寫鎖、條件等待）。3.簡述JVM的類加載機制，包括加載、鏈接、初始化的主要步驟。答案：類加載機制分為加載、鏈接（驗證、準(zhǔn)備、解析）、初始化三個階段。（1）加載：通過類加載器（如Bootstrap、Ext、App）將.class文件字節(jié)碼加載到內(nèi)存，提供Class對象；（2）鏈接：①驗證：檢查字節(jié)碼格式、語義合法性；②準(zhǔn)備：為類靜態(tài)變量分配內(nèi)存并設(shè)置默認值（如int默認0）；③解析：將符號引用（如類名、方法名）替換為直接引用（內(nèi)存地址）；（3）初始化：執(zhí)行類構(gòu)造器<clinit>()方法，為靜態(tài)變量賦初始值，執(zhí)行靜態(tài)代碼塊。4.設(shè)計一個線程安全的單例模式（懶漢式），并說明其線程安全的實現(xiàn)原理。答案：```javapublicclassSingleton{//volatile禁止指令重排序，保證多線程可見性privatestaticvolatileSingletoninstance;privateSingleton(){}//私有構(gòu)造publicstaticSingletongetInstance(){if(instance==null){//第一次檢查synchronized(Singleton.class){//同步代碼塊if(instance==null){//第二次檢查instance=newSingleton();}}}returninstance;}}```線程安全原理：使用volatile修飾instance，防止JVM對“實例化對象”的指令重排序（避免其他線程獲取到未初始化的對象）；雙重檢查鎖定（DCL）減少同步開銷，第一次檢查避免不必要的同步，第二次檢查確保只有一個線程創(chuàng)建實例。5.分析String、StringBuilder、StringBuffer的區(qū)別及使用場景。答案：（1）String是不可變類，每次修改會提供新對象，適合字符串不頻繁修改的場景（如常量、少量拼接）；（2）StringBuilder是可變類，非線程安全，拼接效率高，適合單線程下頻繁字符串操作（如循環(huán)拼接）；（3）StringBuffer是可變類，線程安全（方法用synchronized修飾），效率略低于StringBuilder，適合多線程下頻繁字符串操作（如共享字符串緩沖區(qū)）。四、編程題（每題10分，共30分）1.編寫一個多線程程序，使用Callable和Future實現(xiàn)兩個線程分別復(fù)制文件（源文件1.txt和2.txt，目標(biāo)路徑為D:/backup/），并輸出每個文件的復(fù)制時間（單位：毫秒）。答案：```javaimportjava.io.;importjava.util.concurrent.;publicclassFileCopyCallable{publicstaticvoidmain(String[]args){ExecutorServiceexecutor=Executors.newFixedThreadPool(2);Future<Long>future1=executor.submit(newFileCopyTask("1.txt","D:/backup/1.txt"));Future<Long>future2=executor.submit(newFileCopyTask("2.txt","D:/backup/2.txt"));try{System.out.println("1.txt復(fù)制耗時："+future1.get()+"ms");System.out.println("2.txt復(fù)制耗時："+future2.get()+"ms");}catch(InterruptedException|ExecutionExceptione){e.printStackTrace();}executor.shutdown();}staticclassFileCopyTaskimplementsCallable<Long>{privateStringsrcPath;privateStringdestPath;publicFileCopyTask(StringsrcPath,StringdestPath){this.srcPath=srcPath;this.destPath=destPath;}@OverridepublicLongcall()throwsException{longstart=System.currentTimeMillis();try(InputStreamis=newFileInputStream(srcPath);OutputStreamos=newFileOutputStream(destPath)){byte[]buffer=newbyte[1024];intlen;while((len=is.read(buffer))!=-1){os.write(buffer,0,len);}}returnSystem.currentTimeMillis()start;}}}```2.讀取當(dāng)前目錄下的sales.csv文件（格式：日期,商品,銷售額），使用Java8Stream統(tǒng)計：（1）總銷售額；（2）按商品分組的銷售額總和；（3）銷售額最高的商品。假設(shè)sales.csv內(nèi)容示例：2024-01-01,手機,250002024-01-01,電腦,380002024-01-02,手機,18000答案：```javaimportjava.io.IOException;importjava.nio.file.Files;importjava.nio.file.Paths;importjava.util.;importjava.util.stream.Collectors;publicclassSalesAnalyzer{publicstaticvoidmain(String[]args){try{List<String>lines=Files.readAllLines(Paths.get("sales.csv"));//總銷售額doubletotalSales=lines.stream().skip(1)//跳過標(biāo)題行（假設(shè)首行為標(biāo)題）.map(line->line.split(",")).mapToDouble(parts->Double.parseDouble(parts[2])).sum();System.out.println("總銷售額："+totalSales);//按商品分組的銷售額總和Map<String,Double>salesByProduct=lines.stream().skip(1).map(line->line.split(",")).collect(Collectors.groupingBy(parts->parts[1],Collectors.summingDouble(parts->Double.parseDouble(parts[2]))));System.out.println("按商品分組銷售額："+salesByProduct);//銷售額最高的商品Optional<Map.Entry<String,Double>>maxEntry=salesByProduct.entrySet().stream().max(Map.EparingByValue());maxEntry.ifPresent(entry->System.out.println("銷售額最高的商品："+entry.getKey()+"，銷售額："+entry.getValue()));}catch(IOExceptione){e.printStackTrace();}}}```3.編寫Java程序連接MySQL數(shù)據(jù)庫（驅(qū)動類com.mysql.cj.jdbc.Driver，URLjdbc:mysql://localhost:3306/testdb，用戶名root，密碼123456），實現(xiàn)學(xué)生表（student，字段：idINT主鍵，nameVARCHAR(20)，ageINT，scoreDOUBLE）的增刪改查操作。要求使用PreparedStatement防止SQL注入，查詢時輸出所有學(xué)生信息。答案：```javaimportjava.sql.;publicclassStudentDAO{privatestaticfinalStringURL="jdbc:mysql://localhost:3306/testdb?useSSL=false&serverTimezone=UTC";privatestaticfinalStringUSER="root";privatestaticfinalStringPASSWORD="123456";//增加學(xué)生publicvoidaddStudent(intid,Stringname,intage,doublescore)throwsSQLException{Stringsql="INSERTINTOstudent(id,name,age,score)VALUES(?,?,?,?)";try(Connectionconn=DriverManager.getConnection(URL,USER,PASSWORD);PreparedStatementpstmt=conn.prepareStatement(sql)){pstmt.setInt(1,id);pstmt.setString(2,name);pstmt.setInt(3,age);pstmt.setDouble(4,score);pstmt.executeUpdate();}}//刪除學(xué)生（根據(jù)id）publicvoiddeleteStudent(intid)throwsSQLException{Stringsql="DELETEFROMstudentWHEREid=?";try(Connectionconn=DriverManager.getConnection(URL,USER,PASSWORD);PreparedStatementpstmt=conn.prepareStatement(sql)){pstmt.setInt(1,id);pstmt.executeUpdate();}}//修改學(xué)生分數(shù)（根據(jù)id）publicvoidupdateScore(intid,doublenewScore)throwsSQLException{Stringsql="UPDATEstudentSETscore=?WHEREid=?";try(Connectionconn=DriverManager.getConnection(URL,USER,PASSWORD);PreparedStatementpstmt=conn.prepareStatement(sql)){pstmt.setDouble(1,newScore);pstmt.setInt(2,id);pstmt.executeUpdate();}}//查詢所有學(xué)生publicvoidqueryAllStudents()throwsSQ