持续总结中！2024年面试必问 100 道 Java基础面试题（五十）

本文主要是介绍持续总结中！2024年面试必问 100 道 Java基础面试题（五十），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

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九十九、请解释Java中的单例模式及其实现方式

单例模式（Singleton Pattern）是一种常用的软件设计模式，它确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点来获取这个实例。单例模式在Java中的实现有多种方式，每种方式都有其特点和适用场景。

单例模式的特点：

单例类只能有一个实例：单例模式的核心是通过某种机制确保一个类只有一个实例被创建。
全局访问点：单例类提供了一个全局访问点，允许外部代码获取并使用这个唯一的实例。
线程安全：在多线程环境中，单例模式需要确保只有一个线程能够创建实例。

单例模式的实现方式：

懒汉式（线程不安全）：实现简单，但是线程不安全。只有当第一次调用getInstance()方法时，才会创建实例。

public class Singleton {private static Singleton instance;private Singleton() {}public static Singleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new Singleton();}return instance;}
}

懒汉式（线程安全）：通过在getInstance()方法上加锁来保证线程安全。

public class Singleton {private static Singleton instance;private Singleton() {}public static synchronized Singleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new Singleton();}return instance;}
}

饿汉式：在类加载时就创建实例，简单且线程安全，但是可能导致资源浪费，因为不管需不需要，类加载时就完成实例化。
```
public class Singleton {private static final Singleton instance = new Singleton();private Singleton() {}public static Singleton getInstance() {return instance;}
}
```
双重检查锁定（Double-Checked Locking，DCL）：在第一次调用getInstance()方法时，先检查实例是否存在，如果不存在，则通过加锁来创建实例。这种方式既延迟了实例化，又避免了同步带来的性能影响。
```
public class Singleton {private static volatile Singleton instance;private Singleton() {}public static Singleton getInstance() {if (instance == null) {synchronized (Singleton.class) {if (instance == null) {instance = new Singleton();}}}return instance;}
}
```

静态内部类：利用Java的类加载机制来实现线程安全的单例模式。

public class Singleton {private Singleton() {}public static Singleton getInstance() {return SingletonHolder.INSTANCE;}static class SingletonHolder {private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();}
}

枚举单例：使用Java枚举来实现单例，这是最简单的单例实现方式，也是线程安全的。
```
public enum Singleton {INSTANCE;public void someMethod() {// 方法实现}
}
```

注意事项：

序列化：如果单例类实现了Serializable接口，需要提供readResolve()方法来保证反序列化时不会创建新的实例。
反射：通过反射可以破坏单例的实例限制，因此在设计时需要考虑这一点。
延迟加载：单例类通常使用延迟加载，即在第一次使用时才创建实例。

单例模式在实际应用中非常广泛，如配置管理器、连接池、线程池等。然而，单例模式也存在一些争议，如它可能使得单元测试变得困难，有时也会导致代码难以理解。因此，在决定使用单例模式时，需要权衡其优缺点。

一百、在Java中，如何使用正则表达式进行字符串匹配和处理？

在Java中，正则表达式（Regular Expression）用于描述字符串的模式，它可以用来检查一个字符串是否符合我们定义的模式、查找符合某个模式的字符串、替换或者分割字符串等。Java通过java.util.regex包提供了对正则表达式的全面支持。

正则表达式的基本概念：

字符：正则表达式由普通字符（如字母、数字等）和特殊字符（如.、*、+等）组成。
元字符：特殊字符在正则表达式中具有特殊含义，如.表示任意单个字符，*表示前面的字符可以出现零次或多次。

Java中使用正则表达式的主要类：

Pattern：表示正则表达式的编译表示形式，是正则表达式编译后的结果。
Matcher：用于将Pattern与输入字符串进行匹配的一个引擎，可以进行区域匹配。

字符串匹配和处理的基本步骤：

编译正则表达式：创建Pattern对象。

Pattern pattern = Pattern.compile("正则表达式字符串");

创建匹配器：使用Pattern对象的matcher()方法创建Matcher对象。

Matcher matcher = pattern.matcher("要匹配的字符串");

进行匹配：使用Matcher对象的find()方法进行查找，或者matches()方法进行整体匹配。

boolean found = matcher.find(); // 查找下一个匹配
boolean matches = matcher.matches(); // 整体匹配

替换文本：使用Matcher对象的replaceFirst()或replaceAll()方法进行替换。

String replaced = matcher.replaceFirst("替换文本"); // 替换首次匹配的文本
String replacedAll = matcher.replaceAll("替换文本"); // 替换所有匹配的文本

分割文本：使用Pattern对象的split()方法进行分割。

String[] parts = pattern.split("要分割的字符串");

示例代码：

import java.util.regex.Pattern;
import java.util.regex.Matcher;public class RegexExample {public static void main(String[] args) {// 编译正则表达式Pattern pattern = Pattern.compile("\\d+"); // 匹配一个或多个数字// 创建匹配器并匹配字符串String text = "There are 123 apples and 456 oranges";Matcher matcher = pattern.matcher(text);// 查找并输出所有匹配的数字while (matcher.find()) {System.out.println(matcher.group()); // 输出匹配的子串}// 替换所有匹配的数字为"XXX"String replacedText = matcher.replaceAll("XXX");System.out.println(replacedText);// 使用正则表达式分割字符串String[] words = pattern.split(text);System.out.println(java.util.Arrays.toString(words));}
}