6.19、一起学JAVA API Object String StringBuffer/StringBuilder

1 前言

亲爱的小伙伴萌,目前我们看到的是Java基础部分的一个新的部分API,这是个啥,又能做啥呢?
其实可以概括成一句话:帮助我们站在巨人的肩膀上,实现更加高效的开发,那么我们来一探究竟吧~

2 什么是API

API（Application Programming Interface，应用程序接口）是一些预先定义的函数。目的是提供应用程序与开发人员基于某软件可以访问的一些功能集，但又无需访问源码或理解内部工作机制的细节.
API是一种通用功能集,有时公司会将API作为其公共开放系统,也就是公司制定自己的系统接口标准,当需要进行系统整合,自定义和程序应用等操作时,公司所有成员都可以通过该接口标准调用源代码.

Java.util包是java中的工具包,包含各种实用工具类/集合类/日期时间工具等各种常用工具包
import java.util.Scanner;
import java.util.Arrays;

java.lang包是java的核心,包含了java基础类
包括基本Object类/Class类/String类/基本数学类等最基本的类,这个包无需导入,默认会自动导入
import java.lang.Object;
import java.lang.String;
import java.lang.StringBuilder/StringBuffer;

正则表达式

包装类等等 –

那么接下来我们会学习一些常用的类,帮助大家完成"基建工程",首先第一位选手就是传说中的Object类

3 Object

3.1概念
Object类是所有Java类的祖先,也就是说我们所说的”顶级父类”
它存在于java.lang.Object,这个包不需要我们手动导包
需要注意的是:每个类都使用Object作为超类.所有对象(包括数组)都实现这个类的方法.
在不明确给出超类的情况下,Java会自动把Object类作为要定义类的超类.

在这里插入图片描述

3.2 常用方法介绍

toString()
本方法用于返回对应对象的字符串表示

hashCode()
本方法用于返回对应对象的哈希码值
小贴士:哈希码值的得出是通过一种算法,意在让不同的对象具有不同的哈希码值,用于区分不同的对象.
但是有时候也存在不同对象哈希码值相同的特殊情况,我们称之为”哈希碰撞”现象

equals()
本方法用于指示其他某个对象是否与当前对象”相等”

3.3 练习: Object类练习

创建包: cn.tedu.api
创建类: TestObject.java

package cn.tedu.api;

import java.util.Objects;

/*本类用于顶级父类Object的入门案例*/
//1.查API手册
//2.连点两下Shift打开IDEA的搜索,注意勾选"include non-Project items",再搜Object
//3.按住Ctrl点hashCode()
//4.在拓展库External Libraries找到jdk1.8->rt.jar->java.lang.Object
public class TestObject {
    public static void main(String[] args) {
        //4.创建学生类的对象做测试
        Student s = new Student();
        Student s1 = new Student("海绵宝宝",3);
        Student s2 = new Student("海绵宝宝",3);

        //5.测试hashCode()
        /*本方法的作用是返回对应对象的int类型的哈希码值
        * 本方法力求不同的对象返回的哈希码不同
        * 这样我们就可以根据哈希值区分不同的对象*/
        System.out.println(s.hashCode());
        System.out.println(s1.hashCode());
        System.out.println(s2.hashCode());

        //6.测试toString()
        //打印s对象的是println(),这个方法会层层调用，一直到Object中的toString()
        /*Object中toString()的默认实现：对象的名字@十六进制的哈希码值
        * 子类重写了toString()以后：打印是对象的类型+属性+属性值*/
        //return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());
        System.out.println(s);
        System.out.println(s1);

        // 8.测试equals()
        /*Object中equals()的默认实现使用的是==比较
        * ==比较的是左右两边的值,如果是基本类型,比较的就是字面值,比如1和1,3.4和3.4
        * 如果是引用类型,比较的是引用类型变量保存的地址值
        * 子类重写了equals()与hashCode()以后,比较的就是对象的类型+属性+属性值*/
        System.out.println(s1.equals(s2));//false
        System.out.println(s.equals(s1));
    }
}
//1.创建一个学生类
class Student{
    //2.定义属性
    String name;//姓名
    int age;//年龄
    //3.1添加本类的无参构造
    public Student() {
        System.out.println("无参构造");
    }
    //3.2添加本类的全参构造
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        System.out.println("全参构造");
    }
    //7.在Student类中添加重写的toString()
    //右键->Generate->toString
    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    //9.添加重写的equals与hashCode()
    /*equals()与hashCode()逻辑要保持一致,要重写都重写,要不重写,都不重写
    * Object默认实现:hashCode()的哈希码值根据地址值生成
    *               equals()底层使用==比较两个对象的地址值
    * Student类重写后:hashCode()的哈希码值根据重写后传入的对象的属性生成
    *                equals()比较两个对象的类型+所有属性与属性值
    * */
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        //前提：this代表的是调用本方法对象s1 o代表的是传入的对象s2
        //1.比较的是两个对象的地址值,如果==为true,证明直接就是同一个对象
        //后续就不用比较了，直接返回true
        if (this == o) return true;
        //2.1如果传入的对象是null，说明实际上并没有对象，还是引用类型的默认值
        //2.2如果两个对象获取类型不一致，比如一个是Cat类型，一个是Car类型
        //以上两种情况只要满足任意一种，不符合条件，直接返回false
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        //3.传入对象的类型是Object,父类无法使用子类的特有属性，所以需要强转
        /*多态：向上造型：把子类型看作是父类型，花木兰替父从军 Animal a = new Cat();
        向下造型：之前转成父类型的子类对象，又想使用子类自己的特有功能了，可以向下转型
                 写法：Cat c = (Cat) a; 比如花木兰打仗完了想用自己的特有功能：化妆*/
        //向下造型：把父类型Object转回子类型Student
        Student student = (Student) o;
        //4.比较的是两个对象的属性与属性值
        //如果是基本类型，直接比较值，所以用==比较
        //如果是引用类型，比如String,还需要使用bjects.equals()做比较
        return age == student.age && Objects.equals(name, student.name);
    }
    @Override
    public int hashCode() {
        //重写后根据属性生成
        return Objects.hash(name, age);
    }
}

4 String

4.1 特点
String是一个封装char[]数组的对象,字符串不可变
通过下图中的底层实现可以看出:被final修饰,是常量
String str = “abc”; 等效于：char data[] = {‘a’, ‘b’, ‘c’};

在这里插入图片描述

4.2 创建String对象的方式

方式一:
String(char[] value) 分配一个新的 String，使其表示字符数组参数中当前包含的字符序列。
方式二: String str = “abc”;

在这里插入图片描述

如果是第一次使用字符串，java会在字符串堆中常量池创建一个对象。
再次使用相同的内容时，会直接访问堆中常量池中存在的对象。

4.3 常见方法

String API总结
int hashCode() 返回此字符串的哈希码。
boolean equals(Object anObject) 将此字符串与指定的对象比较,比较的是重写后的串的具体内容
String toString() 返回此对象本身（它已经是一个字符串！）。

int length() 返回此字符串的长度。
String toUpperCase() 所有字符都转换为大写。
String toLowerCase() 所有字符都转换为小写
boolean startsWith(String prefix) 测试此字符串是否以指定的元素开头。
boolean endsWith(String suffix) 测试此字符串是否以指定的字符串结束。

char charAt(int index) 返回指定索引/下标处的 char 值/字符
int indexOf(String str) 返回指定字符在此字符串中第一次出现处的索引。
int lastIndexOf(String str) 返回指定字符在此字符串中最后一次出现处的索引。
String concat(String str) 将指定字符串连接/拼接到此字符串的结尾,注意:不会改变原串
String[] split(String regex) 根据给定元素来分隔此字符串。

String trim() 返回去除首尾空格的字符串
byte[] getBytes() 把字符串存储到一个新的 byte 数组中
String substring(int beginIndex) 返回一个新子串,从指定下标处开始,包含指定下标
String substring(int beginIndex, int endIndex) 返回一个新子串,从执定下标开始,到结束下标为止,但不包含结束下标
static String valueOf(int i) 把int转成String

4.4 练习:String常用方法练习

创建包: cn.tedu.api
创建类: TestString.java

package cn.tedu.api;
/*本类用于练习String类的使用*/
public class TestString {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建String的方式一
        /*1.字符串类型底层维护的是char[]，存在堆中*/
        char[] value = {'a','b','c'};
        String s1 = new String(value);//触发String(char[])的含参构造来创建对象
        String s11 = new String(value);//触发String(char[])的含参构造来创建对象
        //2.创建String的方式二
        String s2 = "abc";
        String s22 = "abc";
        String s3 = "ccc";
        //3.测试
        System.out.println(s1 == s2);//false，一个在堆里，一个在堆中常量池
        System.out.println(s1 == s11);//false,两个不同的对象，地址值不同
        System.out.println(s2 == s22);//true，都在堆中常量池，并且指向同一个，所以地址值相同
        System.out.println(s2 == s3);//false，都在堆中常量池，但是数据不同，指向两个地址

        /*Object类中equals()的默认实现是通过==来比较的。
        但是String类已经重写过了继承自Object中的equals()
        重写后，不再按照==比较，而是比较两个字符串的具体内容
        也就是说，不论创建方式，只要是串的内容一致，equals()就返回true
        * */
        System.out.println(s1.equals(s2));//true
        System.out.println(s1.equals(s11));//true
        System.out.println(s2.equals(s3));//false

    }
}

创建包: cn.tedu.api
创建类: TestString2.java

package cn.tedu.api;

import java.util.Arrays;

/*本类用来测试String类的常用方法*/
public class TestString2 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建字符串
        String s1 = "abc";

        char[] values = {'a','b','c'};
        String s2 = new String(values);

        //2.测试常用方法
        /*String重写了hashCode(),是根据字符串的内容生成哈希码值，而不是根据地址值生成
        * 所以虽然s1与s2一个在堆的常量池中，一个在堆中，它两的哈希码值一样*/
        System.out.println(s1.hashCode());//96354
        System.out.println(s2.hashCode());//96354

        System.out.println(s1.equals(s2));//true,重写了，比较的是具体内容

        System.out.println(s1.toString());//不需要写，底层会自动调用s1对象的toString()
        System.out.println(s1);//abc,String重写了toString(),直接打印的是串的具体内容

        System.out.println(s1.length());//3,查看当前字符串的长度
        System.out.println(s1.toUpperCase());//ABC,将本字符串转为全大写
        System.out.println(s1.toLowerCase());//abc,将本字符串转为全小写
        System.out.println(s1.startsWith("a"));//true,判断本字符串是否以指定元素a开头
        System.out.println(s2.endsWith("a"));//false,判断本字符串是否以指定元素a结尾

        System.out.println(s1.charAt(0));//a,根据下标获取本字符串中对应的元素

        String s3 = "abcbdbba";
        System.out.println(s3.indexOf("b"));//1,返回本字符串中指定元素第一次出现的下标
        System.out.println(s3.lastIndexOf("b"));//6,返回本字符串中指定元素最后一次出现的下标

        System.out.println(s2.concat("cxy"));//abccxy,将指定字符串拼接到本字符串的结尾
        System.out.println(s2);//abc,说明上面的拼接是临时的，不会改变原串的内容

        String s4 = s2.concat("aaa");//如果想要多次使用拼接后的结果，需要定义一个字符串来保存结果
        System.out.println(s4);//abcaaa

        String s5 = "afbfcfdfe";
        //返回值类型是String[],所以需要使用Arrays.toString()打印
        //以指定字符作为分割符，分割当前的字符串
        //我们只是直接打印了split()的结果，没有使用变量保存
        System.out.println(Arrays.toString(s5.split("f")));//[a, b, c, d, e]

        //由于split()的返回值类型是String[],所以我们执行这个方法，可以拿到这个方法的返回值
        //所以a数组就是这个方法执行以后得到的结果，只不过我们保存下来了
        String[] a = s5.split("f");
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            System.out.println(a[i]);
        }

        String s6 = "       hh hhh      ";//去除本字符串首尾两端的空格
        System.out.println(s6.trim());//hh hhh

        String s7 = "abcdefgh";
        System.out.println(s7.substring(3));//defgh,从指定下标处截取子字符串[3,结束]
        System.out.println(s7.substring(3,6));//def,从指定下标处截取子字符串[3,6)含头不含尾

        System.out.println(String.valueOf(10));//10,将int类型的参数10转为String类型
        System.out.println("20"+10);//2010,String与int拼接
        System.out.println(20+10);//30，int与int相加
        System.out.println(String.valueOf(80)+10);//8010,将int类型的参数80转为String类型，所以拼接

        byte[] bs = s7.getBytes();//将指定字符串转为byte[]
    }
}

5 StringBuilder/StringBuffer

5.1 特点
封装了char[]数组
是可变的字符序列
提供了一组可以对字符内容修改的方法
常用append()来代替字符串做字符串连接”+”
内部字符数组默认初始容量是16：super(str.length() + 16);
如果大于16会尝试将扩容，新数组大小原来的变成2倍+2，容量如果还不够，直接扩充到需要的容量大小。int newCapacity = value.length * 2 + 2;
StringBuffer 1.0出道线程安全，StringBuilder1.5出道线程不安全

5.2 常见方法

append()

5.3 练习3：测试字符串连接
创建包: cn.tedu. api
创建类: TestString3.java

package cn.tedu.api;
/*本类用于测试字符串的拼接*/
public class TestString3 {
    public static void main(String[] args) {
        //需求：将26个字母拼接10000次
        String s = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
        //method1(s);//使用方式一拼接字符串
        method2(s);//使用方式二拼接字符串
    }
    //使用方式二拼接字符串
    private static void method2(String s) {
        //1.创建工具类对象
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        StringBuilder sb2 = new StringBuilder();
        //5.添加一个计时的功能
        //5.1拼接之前获取系统当前时间作为开始时间
        long t1 = System.currentTimeMillis();
        //2.拼接10000次
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            //3.使用工具类对象的append()进行拼接
            //sb.append(s);
            sb2.append(s);
        }
        //5.2拼接之后获取系统当前时间作为结束时间
        long t2 = System.currentTimeMillis();
        //4.打印拼接的效果
        //System.out.println(sb);
        System.out.println(sb2);
        //5.3打印拼接总共消耗的时间
        System.out.println(t2-t1);
    }

    //使用方式一完成字符串的拼接
    private static void method1(String s) {
        //1.创建一个变量用来保存拼接后的效果
        String result = "";
        //5.给程序添加一个计时的功能
        //5.1获取循环开始的系统当前时间
        long t1 = System.currentTimeMillis();
        //2.创建循环执行10000次
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            //3.进行字符串的拼接
            result = result + s;
        }
        //5.2获取循环拼接之后的系统当前时间
        long t2 = System.currentTimeMillis();
        //4.打印拼接后的效果
        System.out.println(result);
        //5.打印花费的时间
        System.out.println(t2-t1);
        System.out.println(t2);
    }

}

6 拓展

6.1 和equals的区别
1.当使用= =比较时，如果相比较的两个变量是引用类型，那么比较的是两者的物理地值（内存地址），如果相比较的两个变量都是数值类型，那么比较的是具体数值是否相等。
2.当使用equals()方法进行比较时，比较的结果实际上取决于equals()方法的具体实现
众所周知，任何类都继承自Object类，因此所有的类均具有Object类的特性，比如String、integer等，他们在自己的类中重写了equals()方法，此时他们进行的是数值的比较，而在Object类的默认实现中，equals()方法的底层是通过来实现的。

6.2 练习: ==与equals测试

创建包: cn.tedu.api
创建类: Test.java

package cn.tedu.api;
/**本类用于测试==与equlas的区别*/
public class Test{
	public static void main(String[] args) {
		Person p1 = new Person("凹凸曼",16);
		Person p2 = new Person("凹凸曼",16);
		
		System.out.println(p1 == p2);//false,new了两个对象,p1和p2保存的地址值不同
		System.out.println(p1.name == p2.name);//true,name是String类型,保存在常量池中,值是同一个
		System.out.println(p1.age == p2.age);//true,age是int基本类型,保存的值都是18
		
		//第一次测试:结果false,使用的是Object默认的逻辑,也是用==来比较的
		//第二次测试:结果true,重写equals()后,就会使用子类重写后的功能,也就是说此时比较的不再是地址,而是类型&属性值
		System.out.println(p1.equals(p2));
	}
}

//1.创建Person类
class Person {
	String name;
	int age;
	
	public Person() {
		System.out.println("我是手动添加的无参构造");
	}
	public Person(String name, int age) {
		super();
		this.name = name;
		this.age = age;
	}
	//需求:比较两个对象的属性值,如果属性值都一样,就是"同一个对象",要求equals返回true
	@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		if (this == obj)
			return true;
		if (obj == null)
			return false;
		if (getClass() != obj.getClass())
			return false;
		Person other = (Person) obj;
		if (age != other.age)
			return false;
		if (name == null) {
			if (other.name != null)
				return false;
		} else if (!name.equals(other.name))
			return false;
		return true;
	}
	
}

6.3 StringBuilder和StringBuffer的区别

1.在线程安全上 :
–StringBuffer是旧版本就提供的，线程安全的。@since JDK1.0
–StringBuilder是jdk1.5后产生，线程不安全的。@since 1.5
2. 在执行效率上，StringBuilder > StringBuffer > String
3.源码体现：本质上都是在调用父类抽象类AbstractStringBuilder来干活，只不过Buffer把代码加了同步关键字，使得程序可以保证线程安全问题。

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