12 - 常用类

那就别跟他们比，先跟自己比，争取今天比昨天强一些，明天比今天强一些。

1.包装类

针对八种基本数据类型封装的相应的引用类型。

有了类的特点，就可以调用类中的方法。（为什么要封装）

基本数据类型	包装类
boolean	Boolean
char	Character
byte	Byte
short	Short
int	Integer
long	Long
float	Float
double	Double

1.1 装箱与拆箱

装箱：基本类型 ——> 包装类型

拆箱：包装类型 ——> 基本类型

JDK5之后，都是自动拆箱与自动装箱，不用手动控制。

自动装箱底层调用的是valueOf方法，如 Integer.valueOf()。

    /**
     * Parses the string argument as a signed integer in the radix
     * specified by the second argument. The characters in the string
     * must all be digits of the specified radix (as determined by
     * whether {@link java.lang.Character#digit(char, int)} returns a
     * nonnegative value), except that the first character may be an
     * ASCII minus sign {@code '-'} ({@code '\u005Cu002D'}) to
     * indicate a negative value or an ASCII plus sign {@code '+'}
     * ({@code '\u005Cu002B'}) to indicate a positive value. The
     * resulting integer value is returned.
     *
     * <p>An exception of type {@code NumberFormatException} is
     * thrown if any of the following situations occurs:
     * <ul>
     * <li>The first argument is {@code null} or is a string of
     * length zero.
     *
     * <li>The radix is either smaller than
     * {@link java.lang.Character#MIN_RADIX} or
     * larger than {@link java.lang.Character#MAX_RADIX}.
     *
     * <li>Any character of the string is not a digit of the specified
     * radix, except that the first character may be a minus sign
     * {@code '-'} ({@code '\u005Cu002D'}) or plus sign
     * {@code '+'} ({@code '\u005Cu002B'}) provided that the
     * string is longer than length 1.
     *
     * <li>The value represented by the string is not a value of type
     * {@code int}.
     * </ul>
     *
     * <p>Examples:
     * <blockquote><pre>
     * parseInt("0", 10) returns 0
     * parseInt("473", 10) returns 473
     * parseInt("+42", 10) returns 42
     * parseInt("-0", 10) returns 0
     * parseInt("-FF", 16) returns -255
     * parseInt("1100110", 2) returns 102
     * parseInt("2147483647", 10) returns 2147483647
     * parseInt("-2147483648", 10) returns -2147483648
     * parseInt("2147483648", 10) throws a NumberFormatException
     * parseInt("99", 8) throws a NumberFormatException
     * parseInt("Kona", 10) throws a NumberFormatException
     * parseInt("Kona", 27) returns 411787
     * </pre></blockquote>
     *
     * @param      s   the {@code String} containing the integer
     *                  representation to be parsed
     * @param      radix   the radix to be used while parsing {@code s}.
     * @return     the integer represented by the string argument in the
     *             specified radix.
     * @exception  NumberFormatException if the {@code String}
     *             does not contain a parsable {@code int}.
     */
    public static int parseInt(String s, int radix)
                throws NumberFormatException
    {
        /*
         * WARNING: This method may be invoked early during VM initialization
         * before IntegerCache is initialized. Care must be taken to not use
         * the valueOf method.
         */

        if (s == null) {
            throw new NumberFormatException("null");
        }

        if (radix < Character.MIN_RADIX) {
            throw new NumberFormatException("radix " + radix +
                                            " less than Character.MIN_RADIX");
        }

        if (radix > Character.MAX_RADIX) {
            throw new NumberFormatException("radix " + radix +
                                            " greater than Character.MAX_RADIX");
        }

        int result = 0;
        boolean negative = false;
        int i = 0, len = s.length();
        int limit = -Integer.MAX_VALUE;
        int multmin;
        int digit;

        if (len > 0) {
            char firstChar = s.charAt(0);
            if (firstChar < '0') { // Possible leading "+" or "-"
                if (firstChar == '-') {
                    negative = true;
                    limit = Integer.MIN_VALUE;
                } else if (firstChar != '+')
                    throw NumberFormatException.forInputString(s);

                if (len == 1) // Cannot have lone "+" or "-"
                    throw NumberFormatException.forInputString(s);
                i++;
            }
            multmin = limit / radix;
            while (i < len) {
                // Accumulating negatively avoids surprises near MAX_VALUE
                digit = Character.digit(s.charAt(i++),radix);
                if (digit < 0) {
                    throw NumberFormatException.forInputString(s);
                }
                if (result < multmin) {
                    throw NumberFormatException.forInputString(s);
                }
                result *= radix;
                if (result < limit + digit) {
                    throw NumberFormatException.forInputString(s);
                }
                result -= digit;
            }
        } else {
            throw NumberFormatException.forInputString(s);
        }
        return negative ? result : -result;
    }

代码示例：

public static void main(String[] args) {
    // 手动装箱 int->Integer
    int n1 = 100;
    Integer integer = new Integer(n1);
    Integer integer1 = Integer.valueOf(n1);
    // 手动拆箱 Integer -> int
    int i = integer.intValue();

    int n2 = 200;
    // 自动装箱 int->Integer
    Integer integer2 = n2; //底层使用的是 Integer.valueOf(n2)
    // 自动拆箱 Integer->int
    int n3 = integer2; //底层仍然使用的是 intValue()方法
}

2.String类

保存的是一组字符序列。字符串的字符使用的是 Unicode 字符编码，一个字符（不区分字母还是汉字）占两个字节。

创建 String 对象的两种方式

// 直接赋值
String s = "路明非";

// 调用构造器
String s1 = new String("路明非");

两者有什么不同（通过构造器创建的对象，在堆空间中会创建空间）

直接赋值

先从常量池查看是否有 "路明非" 数据空间，如果有，直接指向；

如果没有这重新创建，然后指向，s最终指向的是常量池的空间地址。

构造器赋值

先在堆中创建空间，里面维护了value属性，指向常量池的 "路明非" 数据空间。

如果常量池没有 "路明非"，创新创建，如果有，直接通过value指向。最终指向的是堆中的空间地址。

内存分布图

注意：

String 是一个 final 类，代表不可变的字符序列。改变赋值，相当于就是再创建了一个对象。

jdk 源码

String类的常见方法

equals        // 区分大小写，判断内容是否相等
equalsIgnoreCase      // 忽略大小写的判断内容是否相等
length      // 获取字符的个数，字符串的长度
indexOf    // 获取字符在字符串中第一次出现的索引，索引从0开始，如果找不到，返回-1
lastIndexOf      // 获取字符在字符串中最后一次出现的索引，索引从0开始，如果找不到，返回-1
substring      // 截取指定范围的子串
trim      // 去除空格
charAt      // 获取某索引处的字符

3.StringBuffer类

String 保存的是字符串常量，里面的值不能更改，每次String类的更新实际上就是更改地址，效率较低。

StringBuffer 保存的是字符串变量，里面的值可以更改，每次StringBuffer的更新实际上可以更新内容，不用每次更新地址，效率较高。（char[] value 这个放在堆中）

代码示例

public static void main(String[] args) {
    // 1. StringBuffer 的直接父类 是 AbstractStringBuilder
    // 2. StringBuffer 实现了 Serializable, 即 StringBuffer 的对象可以串行化
    // 3. 在父类中 AbstractStringBuilder 有属性 char[] value,不是 final
    // 该 value 数组存放 字符串内容，引出存放在堆中的
    // 4. StringBuffer 是一个 final 类，不能被继承
    // 5. 因为 StringBuffer 字符内容是存在 char[] value, 所有在变化(增加/删除)
    // 不用每次都更换地址(即不是每次创建新对象)， 所以效率高于 String
    StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer("Hello");
}

String 和 StringBuffer 相互转换

public static void main(String[] args) {
    // String —> StringBuffer
    String str = "Hello world";
    // 方式 1 使用构造器
    StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer(str);
    // 方式 2 使用的是 append 方法
    StringBuffer stringBuffer1 = new StringBuffer();
    stringBuffer1 = stringBuffer1.append(str);

    // StringBuffer -> String
    StringBuffer stringBuffer3 = new StringBuffer("路明非");
    // 方式 1 使用 StringBuffer 提供的 toString 方法
    String s = stringBuffer3.toString();
    // 方式 2: 使用构造器来搞定
    String s1 = new String(stringBuffer3);
}

4.StringBuilder类

一个可变的字符序列。相比于StringBuffer，StringBuilder不是线程安全的，但是速度要比StringBuffer要快。

代码示例

public static void main(String[] args) {
    // 1. StringBuilder 继承 AbstractStringBuilder 类
    // 2. 实现了 Serializable ,说明 StringBuilder 对象是可以串行化(对象可以网络传输,可以保存到文件)
    // 3. StringBuilder 是 final 类, 不能被继承
    // 4. StringBuilder 对象字符序列仍然是存放在其父类 AbstractStringBuilder 的 char[] value;
    // 因此，字符序列是堆中
    // 5. StringBuilder 的方法，没有做互斥的处理,即没有 synchronized 关键字,因此在单线程的情况下使用
    StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
}

String、StringBuffer、StringBuilder的比较

String：不可变字符序列，效率低，但是复用率高。
StringBuffer：可变字符序列，效率较高，线程安全。
StringBuilder：可变字符序列，效率最高，线程不安全。

效率测试代码示例

    public static void main(String[] args) {
        long startTime;
        long endTime;
        StringBuffer buffer = new StringBuffer("");
        startTime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 80000; i++) {
            buffer.append(i);
        }
        endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("StringBuffer 的执行时间：" + (endTime - startTime));

        StringBuilder builder = new StringBuilder("");
        startTime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 80000; i++) {
            builder.append(i);
        }
        endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("StringBuilder 的执行时间：" + (endTime - startTime));

        String text = "";
        startTime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 80000; i++) {
            text = text + i;
        }
        endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("String 的执行时间：" + (endTime - startTime));
    }

运行结果

如何选择

如果字符串存在大量修改操作，一般使用 Stringbuilder 或 StringBuffer
如果字符串存在大量修改操作，并在单线程的情况，使用 StringBuilder
如果字符串存在大量修改操作，并在多线程的情况，使用 StringBuffer
如果字符串很少修改，被多个对象引用，使用 String ，比如配置信息等

5.Math类

Math类包含用于执行基本数学运算的方法。

代码示例

public static void main(String[] args) {
    // 1.abs 绝对值
    int abs = Math.abs(-9);
    System.out.println(abs); //9

    // 2.pow 求幂
    double pow = Math.pow(2, 4); //2 的 4 次方
    System.out.println(pow); //16

    // 3.ceil 向上取整,返回>=该参数的最小整数(转成 double);
    double ceil = Math.ceil(3.9);
    System.out.println(ceil); //4.0

    // 4.floor 向下取整，返回<=该参数的最大整数(转成 double)
    double floor = Math.floor(4.001);
    System.out.println(floor); //4.0

    // 5.round 四舍五入 Math.floor(该参数+0.5)
    long round = Math.round(5.51);
    System.out.println(round); //6

    // 6.sqrt 求开方
    double sqrt = Math.sqrt(9.0);
    System.out.println(sqrt); //3.0

    // 7.random 求随机数 random 返回的是 0 <= x < 1 之间的一个随机小数
    // Math.random()*6 返回的是 0 <= x < 6 小数
    // 思考：请写出获取 a-b 之间的一个随机整数,a,b 均为整数 ，比如 a = 2, b=7
    // 公式就是 (int)(a + Math.random() * (b - a + 1) )
    for(int i = 0; i < 100; i++) {
        System.out.println((int)(2 + Math.random() * (7 - 2 + 1)));
    }

    // max , min 返回最大值和最小值
    int min = Math.min(1, 9);
    int max = Math.max(45, 90);
    System.out.println("min=" + min);
    System.out.println("max=" + max);
}

6.Arrays类

Arrays里面包含了一系列静态方法，用于管理和操作数组。

常用方法

toString：返回数组的字符串形式
sort：排序
binarySearch：二分查找、要求是有序列表
copyOf：数组元素的复制
fill：数组元素的填充
equals：比较两个数组元素内容是否完全一致
asList：将一组值，转换成list

7.System类

常用方法

exit：退出当前程序
currentTimeMillens：返回当前时间距离1970-1-1的毫秒数
gc：运行垃圾回收机制

8.BigInteger类和 BigDecimal类

应用场景

BigInteger：保存比较大的整形。
BigDecimal：保存精度更高的浮点数。

常用方法

add：加
subtract：减
multiply：乘
divide：除

代码示例

public static void main(String[] args) {
    // 需要处理很大的整数，long 不够用，可以使用 BigInteger 的类
    BigInteger bigInteger = new BigInteger("23788888899999999999999999999");
    BigInteger bigInteger2 = new BigInteger("10099999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999");
    System.out.println(bigInteger);

    // 在对 BigInteger 进行加减乘除的时候，需要使用对应的方法，不能直接进行+ - * /
    BigInteger add = bigInteger.add(bigInteger2);
    System.out.println(add); //加
    BigInteger subtract = bigInteger.subtract(bigInteger2);
    System.out.println(subtract); //减
    BigInteger multiply = bigInteger.multiply(bigInteger2);
    System.out.println(multiply); //乘
    BigInteger divide = bigInteger.divide(bigInteger2);
    System.out.println(divide); //除
}

public static void main(String[] args) {
    // 需要保存一个精度很高的数时，double 不够用，用BigDecimal
    BigDecimal bigDecimal = new BigDecimal("1999.11");
    BigDecimal bigDecimal2 = new BigDecimal("3");
    System.out.println(bigDecimal);

    // 如果对 BigDecimal 进行运算，比如加减乘除，需要使用对应的方法
    System.out.println(bigDecimal.add(bigDecimal2));
    System.out.println(bigDecimal.subtract(bigDecimal2));
    System.out.println(bigDecimal.multiply(bigDecimal2));
    //System.out.println(bigDecimal.divide(bigDecimal2));//可能抛出异常 ArithmeticException
    // 在调用 divide 方法时，指定精度即可. BigDecimal.ROUND_CEILING
    // 如果有无限循环小数，就会保留 分子 的精度
    System.out.println(bigDecimal.divide(bigDecimal2, BigDecimal.ROUND_CEILING));
}

输出结果

9.日期类

9.1 第一代日期类Date

Date：精确到毫秒，代表特定的瞬间
SimpleDateFormat：格式化日期。（日期 -> 文本、文本 -> 日期）

代码示例

public static void main(String[] args) throws ParseException {
    // Date 类是在 java.util 包
    // 默认输出的日期格式是国外的方式, 因此通常需要对格式进行转换
    Date d1 = new Date(); 
    System.out.println("当前日期=" + d1);

    // 创建 SimpleDateFormat 对象，可以指定相应的格式
    // 这里的格式使用的字母是规定好，不能乱写
    SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy 年 MM 月 dd 日 hh:mm:ss E");
    String format = sdf.format(d1); 
    System.out.println("当前日期=" + format);

    // 把 String -> Date ， 使用的 sdf 格式需要和你给的 String 的格式一样，否则会抛出转换异常            
    String s = "1996 年 01 月 01 日 10:20:30 星期一";
    Date parse = sdf.parse(s);
    System.out.println("parse=" + sdf.format(parse));
}

输出结果

9.2 第二代日期类Calendar

Calendar类是一个抽象类，它为特定瞬间与一组诸如YERA、MONTH、DAY_OF_MONTH、HOUR等日历字段之间的转换提供了一些方法，并为操作日历字段提供了一些方法。

代码示例

public static void main(String[] args) {
    // Calendar 是一个抽象类， 并且构造器是 private，通过 getInstance() 来获取实例
    // Calendar 没有提供对应的格式化的类，因此需要程序员自己组合来输出(灵活)
    // 如果需要按照 24 小时进制来获取时间， Calendar.HOUR ==改成=> Calendar.HOUR_OF_DAY
    Calendar c = Calendar.getInstance(); 
    System.out.println("c=" + c);

    // 获取日历对象的某个日历字段
    System.out.println("年：" + c.get(Calendar.YEAR));
    // 这里为什么要 + 1, 因为 Calendar 返回月时候，是按照 0 开始编号
    System.out.println("月：" + (c.get(Calendar.MONTH) + 1));
    System.out.println("日：" + c.get(Calendar.DAY_OF_MONTH));
    System.out.println("小时：" + c.get(Calendar.HOUR));
    System.out.println("分钟：" + c.get(Calendar.MINUTE));
    System.out.println("秒：" + c.get(Calendar.SECOND));
    // Calender 没有专门的格式化方法，所以需要程序员自己来组合显示
    System.out.println(c.get(Calendar.YEAR) + "-" + (c.get(Calendar.MONTH) + 1) + "-" +c.get(Calendar.DAY_OF_MONTH) +
" " + c.get(Calendar.HOUR_OF_DAY) + ":" + c.get(Calendar.MINUTE) + ":" + c.get(Calendar.SECOND) );
}

输出结果

9.3 第三代日期类

JDK8新加入的

LocalDate：获取日期（年月日）
LocalTime：获取时间（时分秒）
LocalDateTime：获取日期 + 时间

代码示例

public static void main(String[] args) {
     // 1.使用 now() 返回表示当前日期时间的对象
     LocalDateTime ldt = LocalDateTime.now();
     System.out.println(ldt);

     // 2.使用 DateTimeFormatter 对象来进行格式化
     DateTimeFormatter dateTimeFormatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
     String format = dateTimeFormatter.format(ldt);
     System.out.println("格式化的日期=" + format);
     System.out.println("年=" + ldt.getYear());
     System.out.println("月=" + ldt.getMonth());
     System.out.println("月=" + ldt.getMonthValue());
     System.out.println("日=" + ldt.getDayOfMonth());
     System.out.println("时=" + ldt.getHour());
     System.out.println("分=" + ldt.getMinute());
     System.out.println("秒=" + ldt.getSecond());

     LocalDate now = LocalDate.now();
     System.out.println("当前年月日" + now);
     LocalTime now2 = LocalTime.now();
     System.out.println("当前时分秒" + now2);

     // 提供 plus 和 minus 方法可以对当前时间进行加或者减
     // 看看 10 天后，是什么时候 把 年月日-时分秒
     LocalDateTime localDateTime = ldt.plusDays(10);
     System.out.println("10 天后=" + dateTimeFormatter.format(localDateTime));
     // 看看在 60 分钟前是什么时候，把 年月日-时分秒输出
     LocalDateTime localDateTime2 = ldt.minusMinutes(60);
     System.out.println("60 分钟前 日期=" + dateTimeFormatter.format(localDateTime2));
}

输出结果