最有價值的50道java面試題 適用於准入職Java程式設計師
下面的內容是對網上原有的Java面試題集及答案進行了全面修訂之後給出的負責任的題目和答案，原來的題目中有很多重複題目和無價值的題目，還有不少的參考答案也是錯誤的，修改後的Java面試題集參照了JDK最新版本，去掉了EJB 2.x等無用內容，補充了資料結構和演算法相關的題目、經典面試程式設計題、大型網站技術架構、作業系統、資料庫、軟體測試、設計模式、UML等內容，同時還對很多知識點進行了深入的剖析，例如hashCode方法的設計、垃圾收集的堆和代、Java新的併發程式設計、NIO.2等，相信對準備入職的Java程式設計師一定有所裨益。
Java程式設計師面試題集（1-50）
一、Java基礎部分
1、面向物件的特徵有哪些方面?
答：面向物件的特徵主要有以下幾個方面：
1)抽象：抽象是將一類物件的共同特徵總結出來構造類的過程，包括資料抽象和行為抽象兩方面。抽象只關注物件有哪些屬性和行為，並不關注這些行為的細節是什麼。
2)繼承：繼承是從已有類得到繼承資訊建立新類的過程。提供繼承資訊的類被稱為父類（超類、基類）；得到繼承資訊的類被稱為子類（派生類）。繼承讓變化中的軟體系統有了一定的延續性，同時繼承也是封裝程式中可變因素的重要手段（如果不能理解請閱讀閻巨集博士的《Java與模式》或《設計模式精解》中關於橋樑模式的部分）。
3)封裝：通常認為封裝是把資料和操作資料的方法繫結起來，對資料的訪問只能通過已定義的介面。面向物件的本質就是將現實世界描繪成一系列完全自治、封閉的物件。我們在類中編寫的方法就是對實現細節的一種封裝；我們編寫一個類就是對資料和資料操作的封裝。可以說，封裝就是隱藏一切可隱藏的東西，只向外界提供最簡單的程式設計介面（可以想想普通洗衣機和全自動洗衣機的差別，明顯全自動洗衣機封裝更好因此操作起來更簡單；我們現在使用的智慧手機也是封裝得足夠好的，因為幾個按鍵就搞定了所有的事情）。
4)多型性：多型性是指允許不同子型別的物件對同一訊息作出不同的響應。簡單的說就是用同樣的物件引用呼叫同樣的方法但是做了不同的事情。多型性分為編譯時的多型性和執行時的多型性。如果將物件的方法視為物件向外界提供的服務，那麼執行時的多型性可以解釋為：當A系統訪問B系統提供的服務時，B系統有多種提供服務的方式，但一切對A系統來說都是透明的（就像電動剃鬚刀是A系統，它的供電系統是B系統，B系統可以使用電池供電或者用交流電，甚至還有可能是太陽能，A系統只會通過B類物件呼叫供電的方法，但並不知道供電系統的底層實現是什麼，究竟通過何種方式獲得了動力）。方法過載（overload）實現的是編譯時的多型性（也稱為前繫結），而方法重寫（override）實現的是執行時的多型性（也稱為後繫結）。執行時的多型是面向物件最精髓的東西，要實現多型需要做兩件事：1. 方法重寫（子類繼承父類並重寫父類中已有的或抽象的方法）；2. 物件造型（用父型別引用引用子型別物件，這樣同樣的引用呼叫同樣的方法就會根據子類物件的不同而表現出不同的行為）。
2、訪問修飾符public,private,protected,以及不寫（預設）時的區別？
答：區別如下：
作用域 當前類 同包 子類 其他
public √ √ √ √
protected √ √ √ ×
default √ √ × ×
private √ × × ×
類的成員不寫訪問修飾時預設為default。預設對於同一個包中的其他類相當於公開（public），對於不是同一個包中的其他類相當於私有（private）。受保護（protected）對子類相當於公開，對不是同一包中的沒有父子關係的類相當於私有。
3、String 是最基本的資料型別嗎?
答：不是。Java中的基本資料型別只有8個：byte、short、int、long、float、double、char、boolean；除了基本型別（primitive type）和列舉型別（enumeration type），剩下的都是引用型別（reference type）。
4、float f=3.4;是否正確?
答:不正確。3.4是雙精度數，將雙精度型（double）賦值給浮點型（float）屬於下轉型（down-casting，也稱為窄化）會造成精度損失，因此需要強制型別轉換float f =(float)3.4; 或者寫成float f =3.4F;。
5、short s1 = 1; s1 = s1 + 1;有錯嗎?short s1 = 1; s1 += 1;有錯嗎?
答：對於short s1 = 1; s1 = s1 + 1;由於1是int型別，因此s1+1運算結果也是int 型，需要強制轉換型別才能賦值給short型。而short s1 = 1; s1 += 1;可以正確編譯，因為s1+= 1;相當於s1 = (short)(s1 + 1);其中有隱含的強制型別轉換。
6、Java 有沒有goto?
答：goto 是Java中的保留字，在目前版本的Java中沒有使用。（根據James Gosling（Java之父）編寫的《The Java Programming Language》一書的附錄中給出了一個Java關鍵字列表，其中有goto和const，但是這兩個是目前無法使用的關鍵字，因此有些地方將其稱之為保留字，其實保留字這個詞應該有更廣泛的意義，因為熟悉C語言的程式設計師都知道，在系統類庫中使用過的有特殊意義的單詞或單詞的組合都被視為保留字）
7、int 和Integer 有什麼區別?
答：Java是一個近乎純潔的面向物件程式語言，但是為了程式設計的方便還是引入不是物件的基本資料型別，但是為了能夠將這些基本資料型別當成物件操作，Java為每一個基本資料型別都引入了對應的包裝型別（wrapper class），int的包裝類就是Integer，從JDK 1.5開始引入了自動裝箱/拆箱機制，使得二者可以相互轉換。
Java 為每個原始型別提供了包裝型別：
原始型別: boolean，char，byte，short，int，long，float，double
包裝型別：Boolean，Character，Byte，Short，Integer，Long，Float，Double
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package
com.lovo;
// 何問起 hovertree.com
public
class AutoUnboxingTest {
public
static void
main(String[] args) {
Integer a =
new Integer(3);
Integer b =
3; // 將3自動裝箱成Integer型別
int
c = 3;
System.out.println(a == b);
// false 兩個引用沒有引用同一物件
System.out.println(a == c);
// true a自動拆箱成int型別再和c比較
}
}
|
補充：最近還遇到一個面試題，也是和自動裝箱和拆箱相關的，程式碼如下所示：
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public
class Test03 {
public
static void
main(String[] args) {
Integer f1 =
100, f2 =
100, f3 = 150, f4 =
150;
System.out.println(f1 == f2);
System.out.println(f3 == f4);
}
}
// hovertree.com
|
如果不明就裡很容易認為兩個輸出要麼都是true要麼都是false。首先需要注意的是f1、f2、f3、f4四個變數都是Integer物件，所以下面的==運算比較的不是值而是引用。裝箱的本質是什麼呢？當我們給一個Integer物件賦一個int值的時候，會呼叫Integer類的靜態方法valueOf，如果看看valueOf的原始碼就知道發生了什麼。
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public
static Integer valueOf(int
i) {
if
(i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
return
IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
return
new Integer(i);
}
// hovertree.com
|
IntegerCache是Integer的內部類，其程式碼如下所示：
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/**
* Cache to support the object identity semantics of autoboxing for values between
* -128 and 127 (inclusive) as required by JLS.
*
* The cache is initialized on first usage. The size of the cache
* may be controlled by the {@code -XX:AutoBoxCacheMax=<size>} option.
* During VM initialization, java.lang.Integer.IntegerCache.high property
* may be set and saved in the private system properties in the
* sun.misc.VM class.
* hovertree.com
*/
private
static class
IntegerCache {
static
final int
low = -128;
static
final int
high;
static
final Integer cache[];
static
{
// high value may be configured by property
int
h = 127;
String integerCacheHighPropValue =
sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
if
(integerCacheHighPropValue != null) {
try
{
int
i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
i = Math.max(i,
127);
// Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
}
catch( NumberFormatException nfe) {
// If the property cannot be parsed into an int, ignore it.
}
}
high = h;
cache =
new Integer[(high - low) +
1];
int
j = low;
for(int
k = 0; k < cache.length; k++)
cache[k] =
new Integer(j++);
// range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)
assert
IntegerCache.high >= 127;
}
private
IntegerCache() {}
}
|
簡單的說，如果字面量的值在-128到127之間，那麼不會new新的Integer物件，而是直接引用常量池中的Integer物件，所以上面的面試題中f1==f2的結果是true，而f3==f4的結果是false。越是貌似簡單的面試題其中的玄機就越多，需要面試者有相當深厚的功力。
8、&和&&的區別？
答：&運算子有兩種用法：(1)按位與；(2)邏輯與。&&運算子是短路與運算。邏輯與跟短路與的差別是非常巨大的，雖然二者都要求運算子左右兩端的布林值都是true整個表示式的值才是true。&&之所以稱為短路運算是因為，如果&&左邊的表示式的值是false，右邊的表示式會被直接短路掉，不會進行運算。很多時候我們可能都需要用&&而不是&，例如在驗證使用者登入時判定使用者名稱不是null而且不是空字串，應當寫為：username != null &&!username.equals(“”)，二者的順序不能交換，更不能用&運算子，因為第一個條件如果不成立，根本不能進行字串的equals比較，否則會產生NullPointerException異常。注意：邏輯或運算子（|）和短路或運算子（||）的差別也是如此。
補充：如果你熟悉JavaScript，那你可能更能感受到短路運算的強大，想成為JavaScript的高手就先從玩轉短路運算開始吧。
9、解釋記憶體中的棧（stack）、堆(heap)和靜態儲存區的用法。
答：通常我們定義一個基本資料型別的變數，一個物件的引用，還有就是函式呼叫的現場儲存都使用記憶體中的棧空間；而通過new關鍵字和構造器建立的物件放在堆空間；程式中的字面量（literal）如直接書寫的100、“hello”和常量都是放在靜態儲存區中。棧空間操作最快但是也很小，通常大量的物件都是放在堆空間，整個記憶體包括硬碟上的虛擬記憶體都可以被當成堆空間來使用。
String str = new String(“hello”);
上面的語句中str放在棧上，用new創建出來的字串物件放在堆上，而“hello”這個字面量放在靜態儲存區。
補充：較新版本的Java中使用了一項叫“逃逸分析“的技術，可以將一些區域性物件放在棧上以提升物件的操作效能。
10、Math.round(11.5) 等於多少? Math.round(-11.5)等於多少?
答：Math.round(11.5)的返回值是12，Math.round(-11.5)的返回值是-11。四捨五入的原理是在引數上加0.5然後進行下取整。
11、swtich 是否能作用在byte 上，是否能作用在long 上，是否能作用在String上?
答：早期的JDK中，switch（expr）中，expr可以是byte、short、char、int。從1.5版開始，Java中引入了列舉型別（enum），expr也可以是列舉，從JDK 1.7版開始，還可以是字串（String）。長整型（long）是不可以的。
12、用最有效率的方法計算2乘以8?
答： 2 << 3（左移3位相當於乘以2的3次方，右移3位相當於除以2的3次方）。
補充：我們為編寫的類重寫hashCode方法時，可能會看到如下所示的程式碼，其實我們不太理解為什麼要使用這樣的乘法運算來產生雜湊碼（雜湊碼），而且為什麼這個數是個素數，為什麼通常選擇31這個數？前兩個問題的答案你可以自己百度一下，選擇31是因為可以用移位和減法運算來代替乘法，從而得到更好的效能。說到這裡你可能已經想到了：31 * num <==> (num << 5) - num，左移5位相當於乘以2的5次方（32）再減去自身就相當於乘以31。現在的VM都能自動完成這個優化。
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package
com.loonstudio;
public
class PhoneNumber {
private
int areaCode;
private
String prefix;
private
String lineNumber;
@Override
public
int hashCode() {
final
int prime = 31;
int
result = 1;
result = prime * result + areaCode;
result = prime * result
+ ((lineNumber ==
null) ?
0 : lineNumber.hashCode());
result = prime * result + ((prefix ==
null) ?
0 : prefix.hashCode());
return
result;
}
@Override
public
boolean equals(Object obj) {
if
(this
== obj)
return
true;
if
(obj == null)
return
false;
if
(getClass() != obj.getClass())
return
false;
PhoneNumber other = (PhoneNumber) obj;
if
(areaCode != other.areaCode)
return
false;
if
(lineNumber == null) {
if
(other.lineNumber != null)
return
false;
}
else if
(!lineNumber.equals(other.lineNumber))
return
false;
if
(prefix == null) {
if
(other.prefix != null)
return
false;
}
else if
(!prefix.equals(other.prefix))
return
false;
return
true;
}
} //何問起 hovertree.com
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13、陣列有沒有length()方法?String 有沒有length()方法？
答：陣列沒有length()方法，有length 的屬性。String 有length()方法。JavaScript中，獲得字串的長度是通過length屬性得到的，這一點容易和Java混淆。
14、在Java 中，如何跳出當前的多重巢狀迴圈？
答：在最外層迴圈前加一個標記如A，然後用break A;可以跳出多重迴圈。（Java中支援帶標籤的break和continue語句，作用有點類似於C和C++中的goto語句，但是就像要避免使用goto一樣，應該避免使用帶標籤的break和continue，因為它不會讓你的程式變得更優雅，很多時候甚至有相反的作用，所以這種語法其實不知道更好）
15、構造器（constructor）是否可被重寫（override）?
答：構造器不能被繼承，因此不能被重寫，但可以被過載。
16、兩個物件值相同(x.equals(y) == true)，但卻可有不同的hash code，這句話對不對？
答：不對，如果兩個物件x和y滿足x.equals(y) == true，它們的雜湊碼（hash code）應當相同。Java對於eqauls方法和hashCode方法是這樣規定的：(1)如果兩個物件相同（equals方法返回true），那麼它們的hashCode值一定要相同；(2)如果兩個物件的hashCode相同，它們並不一定相同。當然，你未必要按照要求去做，但是如果你違背了上述原則就會發現在使用容器時，相同的物件可以出現在Set集合中，同時增加新元素的效率會大大下降（對於使用雜湊儲存的系統，如果雜湊碼頻繁的衝突將會造成存取效能急劇下降）。
補充：關於equals和hashCode方法，很多Java程式都知道，但很多人也就是僅僅知道而已，在Joshua Bloch的大作《Effective Java》（很多軟體公司，《Effective Java》、《Java程式設計思想》以及《重構：改善既有程式碼質量》是Java程式設計師必看書籍，如果你還沒看過，那就趕緊去亞馬遜買一本吧）中是這樣介紹equals方法的：首先equals方法必須滿足自反性（x.equals(x)必須返回true）、對稱性（x.equals(y)返回true時，y.equals(x)也必須返回true）、傳遞性（x.equals(y)和y.equals(z)都返回true時，x.equals(z)也必須返回true）和一致性（當x和y引用的物件資訊沒有被修改時，多次呼叫x.equals(y)應該得到同樣的返回值），而且對於任何非null值的引用x，x.equals(null)必須返回false。實現高質量的equals方法的訣竅包括：1. 使用==操作符檢查“引數是否為這個物件的引用”；2. 使用instanceof操作符檢查“引數是否為正確的型別”；3. 對於類中的關鍵屬性，檢查引數傳入物件的屬性是否與之相匹配；4. 編寫完equals方法後，問自己它是否滿足對稱性、傳遞性、一致性；5. 重寫equals時總是要重寫hashCode；6. 不要將equals方法引數中的Object物件替換為其他的型別，在重寫時不要忘掉@Override註解。
17、是否可以繼承String 類?
答：String 類是final類，不可以被繼承。
補充：繼承String本身就是一個錯誤的行為，對String型別最好的重用方式是關聯（HAS-A）而不是繼承（IS-A）。
18、當一個物件被當作引數傳遞到一個方法後，此方法可改變這個物件的屬性，並可返回變化後的結果，那麼這裡到底是值傳遞還是引用傳遞?
答：是值傳遞。Java 程式語言只有值傳遞引數。當一個物件例項作為一個引數被傳遞到方法中時，引數的值就是對該物件的引用。物件的屬性可以在被呼叫過程中被改變，但物件的引用是永遠不會改變的。C++和C#中可以通過傳引用或傳輸出引數來改變傳入的引數的值。
補充：Java中沒有傳引用實在是非常的不方便，這一點在Java 8中仍然沒有得到改進，正是如此在Java編寫的程式碼中才會出現大量的Wrapper類（將需要通過方法呼叫修改的引用置於一個Wrapper類中，再將Wrapper物件傳入方法），這樣的做法只會讓程式碼變得臃腫，尤其是讓從C和C++轉型為Java程式設計師的開發者無法容忍。
19、String 和StringBuilder、StringBuffer 的區別?
答：Java 平臺提供了兩種型別的字串：String和StringBuffer / StringBuilder，它們可以儲存和操作字串。其中String是隻讀字串，也就意味著String引用的字串內容是不能被改變的。而StringBuffer和StringBuilder類表示的字串物件可以直接進行修改。StringBuilder是JDK 1.5中引入的，它和StringBuffer的方法完全相同，區別在於它是在單執行緒環境下使用的，因為它的所有方面都沒有被synchronized修飾，因此它的效率也比StringBuffer略高。
補充1：有一個面試題問：有沒有哪種情況用+做字串連線比呼叫StringBuffer / StringBuilder物件的append方法效能更好？如果連線後得到的字串在靜態儲存區中是早已存在的，那麼用+做字串連線是優於StringBuffer / StringBuilder的append方法的。
補充2：下面也是一個面試題，問程式的輸出，看看自己能不能說出正確答案。
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package
com.lovo;
//何問起 hovertree.com
public
class StringEqualTest {
public
static void
main(String[] args) {
String a =
"Programming";
String b =
new String("Programming");
String c =
"Program" +
"ming";
System.out.println(a == b);
System.out.println(a == c);
System.out.println(a.equals(b));
System.out.println(a.equals(c));
System.out.println(a.intern() == b.intern());
}
}
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20、過載（Overload）和重寫（Override）的區別。過載的方法能否根據返回型別進行區分?
答：方法的過載和重寫都是實現多型的方式，區別在於前者實現的是編譯時的多型性，而後者實現的是執行時的多型性。過載發生在一個類中，同名的方法如果有不同的引數列表（引數型別不同、引數個數不同或者二者都不同）則視為過載；重寫發生在子類與父類之間，重寫要求子類被重寫方法與父類被重寫方法有相同的返回型別，比父類被重寫方法更好訪問，不能比父類被重寫方法宣告更多的異常（里氏代換原則）。過載對返回型別沒有特殊的要求。
補充：華為的面試題中曾經問過這樣一個問題：為什麼不能根據返回型別來區分過載，說出你的答案吧！
21、描述一下JVM 載入class檔案的原理機制?
答：JVM 中類的裝載是由類載入器（ClassLoader） 和它的子類來實現的，Java中的類載入器是一個重要的Java 執行時系統元件，它負責在執行時查詢和裝入類檔案中的類。
補充：
1、由於Java的跨平臺性，經過編譯的Java源程式並不是一個可執行程式，而是一個或多個類檔案。當Java程式需要使用某個類時，JVM會確保這個類已經被載入、連線(驗證、準備和解析)和初始化。類的載入是指把類的.class檔案中的資料讀入到記憶體中，通常是建立一個位元組陣列讀入.class檔案，然後產生與所載入類對應的Class物件。載入完成後，Class物件還不完整，所以此時的類還不可用。當類被載入後就進入連線階段，這一階段包括驗證、準備(為靜態變數分配記憶體並設定預設的初始值)和解析(將符號引用替換為直接引用)三個步驟。最後JVM對類進行初始化，包括：1如果類存在直接的父類並且這個類還沒有被初始化，那麼就先初始化父類；2如果類中存在初始化語句，就依次執行這些初始化語句。
2、類的載入是由類載入器完成的，類載入器包括：根載入器（BootStrap）、擴充套件載入器（Extension）、系統載入器（System）和使用者自定義類載入器（java.lang.ClassLoader的子類）。從JDK 1.2開始，類載入過程採取了父親委託機制(PDM)。PDM更好的保證了Java平臺的安全性，在該機制中，JVM自帶的Bootstrap是根載入器，其他的載入器都有且僅有一個父類載入器。類的載入首先請求父類載入器載入，父類載入器無能為力時才由其子類載入器自行載入。JVM不會向Java程式提供對Bootstrap的引用。下面是關於幾個類載入器的說明：
a)Bootstrap：一般用原生代碼實現，負責載入JVM基礎核心類庫（rt.jar）；
b)Extension：從java.ext.dirs系統屬性所指定的目錄中載入類庫，它的父載入器是Bootstrap；
c)System：又叫應用類載入器，其父類是Extension。它是應用最廣泛的類載入器。它從環境變數classpath或者系統屬性java.class.path所指定的目錄中記載類，是使用者自定義載入器的預設父載入器。
22、char 型變數中能不能存貯一箇中文漢字?為什麼?
答：char型別可以儲存一箇中文漢字，因為Java中使用的編碼是Unicode（不選擇任何特定的編碼，直接使用字元在字符集中的編號，這是統一的唯一方法），一個char型別佔2個位元組（16bit），所以放一箇中文是沒問題的。
補充：使用Unicode意味著字元在JVM內部和外部有不同的表現形式，在JVM內部都是Unicode，當這個字元被從JVM內部轉移到外部時（例如存入檔案系統中），需要進行編碼轉換。所以Java中有位元組流和字元流，以及在字元流和位元組流之間進行轉換的轉換流，如InputStreamReader和OutputStreamReader，這兩個類是位元組流和字元流之間的介面卡類，承擔了編碼轉換的任務；對於C程式設計師來說，要完成這樣的編碼轉換恐怕要依賴於union（聯合體/共用體）共享記憶體的特徵來實現了。
23、抽象類（abstract class）和介面（interface）有什麼異同?
答：抽象類和介面都不能夠例項化，但可以定義抽象類和介面型別的引用。一個類如果繼承了某個抽象類或者實現了某個介面都需要對其中的抽象方法全部進行實現，否則該類仍然需要被宣告為抽象類。介面比抽象類更加抽象，因為抽象類中可以定義構造器，可以有抽象方法和具體方法，而介面中不能定義構造器而且其中的方法全部都是抽象方法。抽象類中的成員可以是private、預設、protected、public的，而介面中的成員全都是public的。抽象類中可以定義成員變數，而介面中定義的成員變數實際上都是常量。有抽象方法的類必須被宣告為抽象類，而抽象類未必要有抽象方法。
24、靜態巢狀類(Static Nested Class)和內部類（Inner Class）的不同？
答：Static Nested Class是被宣告為靜態（static）的內部類，它可以不依賴於外部類例項被例項化。而通常的內部類需要在外部類例項化後才能例項化，其語法看起來挺詭異的，如下所示。
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package
com.lovo;
/**
* 撲克類（一副撲克）
何問起 hovertree.com
*
*/
public
class Poker {
private
static String[] suites = {"黑桃",
"紅桃", "草花",
"方塊"};
private
static int[] faces = {1,
2, 3,
4, 5,
6, 7,
8, 9,
10, 11,
12, 13};
private
Card[] cards;
/**
* 構造器
*
*/
public
Poker() {
cards =
new Card[52];
for(int
i = 0; i < suites.length; i++) {
for(int
j = 0; j < faces.length; j++) {
cards[i *
13 + j] =
new Card(suites[i], faces[j]);
}
}
}
/**
* 洗牌 （隨機亂序）
*
*/
public
void shuffle() {
for(int
i = 0, len = cards.length; i < len; i++) {
int
index = (int) (Math.random() * len);
Card temp = cards[index];
cards[index] = cards[i];
cards[i] = temp;
}
}
/**
* 發牌
* @param index 發牌的位置
*
*/
public
Card deal(int
index) {
return
cards[index];
}
/**
* 卡片類（一張撲克）
* [內部類]
* @author 駱昊
*
*/
public
class Card {
private
String suite; // 花色
private
int face; // 點數
public
Card(String suite, int
face) {
this.suite = suite;
this.face = face;
}
@Override
public
String toString() {
|