moea_joint_essay 114年 [資訊] 資訊管理、程式設計

第一題

📖 題組：
Java 是一種常見的物件導向程式語言，請回答下列問題：（3 題，共 20 分）

📝 此題為申論題，共 3 小題

小題 (一)

Java 中基本型別(Primitive Type)與參考型別(Reference Type)差異為何？（5 分）

指出基本型別直接儲存數值、存在 Stack，參考型別儲存位址、指向 Heap，並提及大小與方法呼叫的差異。

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基本型別 (Primitive Type)：例如 int、char、double、boolean。變數直接儲存實際的數值，記憶體配置通常位於堆疊區 (Stack)。它們具有固定的記憶體大小，且不具備方法與屬性，不可為 null。
參考型別 (Reference Type)：例如陣列、字串 (String) 及自訂的類別 (Class)。變數本身儲存的是記憶體位址（指標/參考），而實際的物件資料儲存在堆積區 (Heap) 中。它們可以使用物件的方法，預設值為 null。

Java 的垃圾回收機制(Garbage Collection)如何運作（3 分）？何時觸發（3 分）？

說明 GC 定期追蹤不可達物件並釋放記憶體(標記清除/分代演算法)；當 Heap 空間不足或呼叫 System.gc() 時會被觸發。

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運作機制：Java 的垃圾回收器會自動管理 Heap 記憶體。其運作主要基於「可達性分析 (Reachability Analysis)」，透過標記-清除 (Mark-and-Sweep) 等演算法，識別出無法從 GC Roots (如執行緒、靜態變數) 追蹤到的「不可達 (unreachable) 物件」，並將這些無用物件佔據的記憶體區塊進行回收與整理。現代 JVM 多採用分代回收 (Generational GC)，分為年輕代 (Young) 與老年代 (Old) 提高效率。
觸發時機：
- 隱式觸發：當 JVM 在 Heap 區塊 (如年輕代的 Eden 區) 無法找到足夠連續的空間來配置新物件時，會自動觸發 Minor GC 或 Full GC。

Java 物件導向的三大特性為封裝、繼承、多型，請分別說明其定義與如何在 Java 中實現。（9 分）

分別解釋三大特性定義，並指出在 Java 中的實作語法 (private/getter/setter, extends, override/overload)。

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封裝 (Encapsulation)：
- 定義：將物件的屬性 (資料) 隱藏在內部，不允許外部程式直接存取，只能透過類別所提供的特定方法來操作資料，藉此保護資料完整性。
- 實現方式：在 Java 中，將類別屬性宣告為 private，並提供 public 的 Getter 與 Setter 方法供外部互動。

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