Основы Java: типы, обёртки, static

С этих вопросов начинается почти любой собес на Java: что такое примитив, чем int отличается от Integer, почему == иногда «работает» на объектах и в каком порядке инициализируется класс.

Восемь примитивов

Тип	Размер	Значение по умолчанию (в поле)
byte	8 бит	0
short	16 бит	0
int	32 бита	0
long	64 бита	0L
float	32 бита	0.0f
double	64 бита	0.0
char	16 бит, беззнаковый (UTF-16)	'\u0000'
boolean	размер не задан спецификацией	false

Локальные переменные значений по умолчанию не получают: компилятор не даст прочитать неинициализированную.

Целочисленное переполнение молчит: Integer.MAX_VALUE + 1 равно Integer.MIN_VALUE. Если нужно исключение, есть Math.addExact. Деньги не считают в double: 0.1 + 0.2 даёт 0.30000000000000004, для денег берут BigDecimal или целые копейки в long.

Обёртки и автоупаковка

У каждого примитива есть класс-обёртка: Integer, Long, Character, Boolean... Компилятор сам упаковывает и распаковывает:

Integer a = 5;        // Integer.valueOf(5)
int b = a + 1;        // a.intValue() + 1
Integer n = null;
int c = n;            // NullPointerException при распаковке

Integer.valueOf кеширует значения от -128 до 127 (верхнюю границу можно поднять флагом -XX:AutoBoxCacheMax). Поэтому:

Integer x = 127, y = 127;
System.out.println(x == y);      // true: один объект из кеша
Integer p = 128, q = 128;
System.out.println(p == q);      // false: два разных объекта
System.out.println(p.equals(q)); // true

Правило: объекты сравнивают через equals, == сравнивает ссылки. Кеш есть также у Byte, Short, Long, Character (0..127) и Boolean, но не у Float и Double.

Передача параметров

В Java всё передаётся по значению. Для объекта значение это копия ссылки: метод может изменить состояние объекта, но не может заставить переменную вызывающего кода указывать на другой объект.

static void change(StringBuilder sb) {
    sb.append("!");          // видно снаружи
    sb = new StringBuilder(); // снаружи не видно
}

static и final

• static поле одно на класс, а не на объект. static метод не имеет this и не переопределяется, а скрывается (method hiding).
• final переменную нельзя переприсвоить, final метод нельзя переопределить, от final класса нельзя наследоваться. final ссылка не делает объект неизменяемым: final List<String> list можно наполнять.
• Константа времени компиляции (static final int MAX = 10) подставляется в код вызывающих классов. Поменяли значение и не перекомпилировали зависимый модуль: там останется старое.

Порядок инициализации

При первом обращении к классу: статические поля и static-блоки сверху вниз, один раз. При каждом new: сначала конструктор родителя, потом инициализаторы полей и блоки экземпляра сверху вниз, потом тело конструктора.

class A {
    static { System.out.println("A static"); }
    { System.out.println("A init"); }
    A() { System.out.println("A()"); }
}
class B extends A {
    static { System.out.println("B static"); }
    { System.out.println("B init"); }
    B() { System.out.println("B()"); }
}
// new B(); new B();
// A static, B static, A init, A(), B init, B(), A init, A(), B init, B()

Частые ошибки

• Сравнивать Integer или String через == и удивляться, что на тестах работало.
• Распаковка null в int (например, map.get(key) в арифметике).
• Ждать, что метод «вернёт» новую ссылку через параметр.
• Вызывать переопределяемый метод из конструктора родителя: подкласс ещё не проинициализировал свои поля.

Что спросят на собесе

• Какие примитивы есть и чем int отличается от Integer?
• Что выведет Integer a = 128, b = 128; a == b и почему?
• Java передаёт объекты по ссылке или по значению?
• В каком порядке выполняются static-блоки, блоки инициализации и конструкторы при наследовании?
• Что значит final для ссылки на коллекцию?