String类、static关键字、Arrays类、 Math类

主要内容

• String类
• static关键字
• Arrays类
• Math类

第一章 String类
1.1 String类概述
概述
java.lang.String 类代表字符串。Java程序中所有的字符串文字（例如 "abc" ）都可以被看作是实现此类的实
例。
类 String 中包括用于检查各个字符串的方法，比如用于比较字符串，搜索字符串，提取子字符串以及创建具有翻
译为大写或小写的所有字符的字符串的副本。
特点
1. 字符串不变：字符串的值在创建后不能被更改。

String s1 = "abc";
s1 += "d";
System.out.println(s1); // "abcd"
// 内存中有"abc"，"abcd"两个对象，s1从指向"abc"，改变指向，指向了"abcd"。

2. 因为String对象是不可变的，所以它们可以被共享。

String s1 = "abc";
String s2 = "abc";
// 内存中只有一个"abc"对象被创建，同时被s1和s2共享。

3. "abc" 等效于 char[] data={ 'a' , 'b' , 'c' } 。

例如：
String str = "abc";
相当于：
char data[] = {'a', 'b', 'c'};
String str = new String(data);
// String底层是靠字符数组实现的。

1.2 使用步骤

• 查看类
  • java.lang.String ：此类不需要导入。　　
• 查看构造方法
  • public String() ：初始化新创建的 String对象，以使其表示空字符序列。　　
  • public String(char[] value) ：通过当前参数中的字符数组来构造新的String。　　
  • public String(byte[] bytes) ：通过使用平台的默认字符集解码当前参数中的字节数组来构造新的String。　　

构造举例，代码如下：　

// 无参构造
String str = new String（）；
// 通过字符数组构造
char chars[] = {'a', 'b', 'c'};
String str2 = new String(chars);
// 通过字节数组构造
byte bytes[] = { 97, 98, 99 };
String str3 = new String(bytes);

字符串常量池的图解

1.3 常用方法
判断功能的方法

• public boolean equals (Object anObject) ：将此字符串与指定对象进行比较。
• public boolean equalsIgnoreCase (String anotherString) ：将此字符串与指定对象进行比较，忽略大小写。

方法演示，代码如下：

public class String_Demo01 {
public static void main(String[] args) {
// 创建字符串对象
String s1 = "hello";
String s2 = "hello";
String s3 = "HELLO";
// boolean equals(Object obj):比较字符串的内容是否相同
System.out.println(s1.equals(s2)); // true
System.out.println(s1.equals(s3)); // false
System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
//boolean equalsIgnoreCase(String str):比较字符串的内容是否相同,忽略大小写
System.out.println(s1.equalsIgnoreCase(s2)); // true
System.out.println(s1.equalsIgnoreCase(s3)); // true
System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
}
}

Object 是” 对象”的意思，也是一种引用类型。作为参数类型，表示任意对象都可以传递到方法中。
获取功能的方法

• public int length () ：返回此字符串的长度。
• public String concat (String str) ：将指定的字符串连接到该字符串的末尾。
• public char charAt (int index) ：返回指定索引处的 char值。
• public int indexOf (String str) ：返回指定子字符串第一次出现在该字符串内的索引。
• public String substring (int beginIndex) ：返回一个子字符串，从beginIndex开始截取字符串到字符串结尾。
• public String substring (int beginIndex, int endIndex) ：返回一个子字符串，从beginIndex到endIndex截取字符串。含beginIndex，不含endIndex。

方法演示，代码如

public class String_Demo02 {
public static void main(String[] args) {
//创建字符串对象
String s = "helloworld";
// int length():获取字符串的长度，其实也就是字符个数
System.out.println(s.length());
System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐");
// String concat (String str):将将指定的字符串连接到该字符串的末尾.
String s = "helloworld";
String s2 = s.concat("**hello itheima");
System.out.println(s2);// helloworld**hello itheima
// char charAt(int index):获取指定索引处的字符
System.out.println(s.charAt(0));
System.out.println(s.charAt(1));
System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐");
// int indexOf(String str):获取str在字符串对象中第一次出现的索引,没有返回‐1
System.out.println(s.indexOf("l"));
System.out.println(s.indexOf("owo"));
System.out.println(s.indexOf("ak"));
System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐");
// String substring(int start):从start开始截取字符串到字符串结尾
System.out.println(s.substring(0));
System.out.println(s.substring(5));
System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐");
// String substring(int start,int end):从start到end截取字符串。含start，不含end。
System.out.println(s.substring(0, s.length()));
System.out.println(s.substring(3,8));
}
}

转换功能的方法

• public char[] toCharArray () ：将此字符串转换为新的字符数组。
• public byte[] getBytes () ：使用平台的默认字符集将该 String编码转换为新的字节数组。
• public String replace (CharSequence target, CharSequence replacement) ：将与target匹配的字符串使用replacement字符串替换。

方法演示，代码如下：

public class String_Demo03 {
public static void main(String[] args) {
//创建字符串对象
String s = "abcde";
// char[] toCharArray():把字符串转换为字符数组
char[] chs = s.toCharArray();
for(int x = 0; x < chs.length; x++) {
System.out.println(chs[x]);
} System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
// byte[] getBytes ():把字符串转换为字节数组
byte[] bytes = s.getBytes();
for(int x = 0; x < bytes.length; x++) {
System.out.println(bytes[x]);
} System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
// 替换字母it为大写IT
String str = "itcast itheima";
String replace = str.replace("it", "IT");
System.out.println(replace); // ITcast ITheima
System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
}
}

CharSequence 是一个接口，也是一种引用类型。作为参数类型，可以把String对象传递到方法中。
分割功能的方法

• public String[] split(String regex) ：将此字符串按照给定的regex（规则）拆分为字符串数组。

方法演示，代码如下：

public class String_Demo03 {
public static void main(String[] args) {
//创建字符串对象
String s = "aa|bb|cc";
String[] strArray = s.split("|"); // ["aa","bb","cc"]
for(int x = 0; x < strArray.length; x++) {
System.out.println(strArray[x]); // aa bb cc
}
}
}

注意事项：

1. 任何对象都能用Object进行接收。
2. equals方法具有对称性，也就是a.equals(b)和b.equals(a)效果一样。
3. 如果比较双方一个常量一个变量，推荐把常量字符串写在前面。
推荐："abc".equals(str) 不推荐：str.equals("abc")

split方法的参数其实是一个“正则表达式”，今后学习。
今天要注意：如果按照英文句点“.”进行切分，必须写"\\."（两个反斜杠）

1.4 String类的练习

拼接字符串
定义一个方法，把数组{1,2,3}按照指定个格式拼接成一个字符串。格式参照如下：[word1#word2#word3]。

public class StringTest1 {
public static void main(String[] args) {
//定义一个int类型的数组
int[] arr = {1, 2, 3};
//调用方法
String s = arrayToString(arr);
//输出结果
System.out.println("s:" + s);
} /
*
* 写方法实现把数组中的元素按照指定的格式拼接成一个字符串
* 两个明确：
* 返回值类型：String
* 参数列表：int[] arr
*/
public static String arrayToString(int[] arr) {
// 创建字符串s
String s = new String("[");
// 遍历数组，并拼接字符串
for (int x = 0; x < arr.length; x++) {
if (x == arr.length ‐ 1) {
s = s.concat(arr[x] + "]");
} else {
s = s.concat(arr[x] + "#");
}
} return s;
}
}

统计字符个数
键盘录入一个字符，统计字符串中大小写字母及数字字符个数

public class StringTest2 {
public static void main(String[] args) {
//键盘录入一个字符串数据
Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入一个字符串数据：");
String s = sc.nextLine();
//定义三个统计变量，初始化值都是0
int bigCount = 0;
int smallCount = 0;
int numberCount = 0;
//遍历字符串，得到每一个字符
for(int x=0; x<s.length(); x++) {
char ch = s.charAt(x);
//拿字符进行判断
if(ch>='A'&&ch<='Z') {
bigCount++;
}else if(ch>='a'&&ch<='z') {
smallCount++;
}else if(ch>='0'&&ch<='9') {
numberCount++;
}else {
System.out.println("该字符"+ch+"非法");
}
} /
/输出结果
System.out.println("大写字符："+bigCount+"个");
System.out.println("小写字符："+smallCount+"个");
System.out.println("数字字符："+numberCount+"个");
}
}

第二章 static关键字
2.1 概述
关于 static 关键字的使用，它可以用来修饰的成员变量和成员方法，被修饰的成员是属于类的，而不是单单是属于某个对象的。也就是说，既然属于类，就可以不靠创建对象来调用了。

图解：

2.2 定义和使用格式
类变量
当 static 修饰成员变量时，该变量称为类变量。该类的每个对象都共享同一个类变量的值。任何对象都可以更改该类变量的值，但也可以在不创建该类的对象的情况下对类变量进行操作。

• 类变量：使用 static关键字修饰的成员变量。

定义格式：

static 数据类型 变量名；

举例：

static int numberID；

比如说，基础班新班开班，学员报到。现在想为每一位新来报到的同学编学号（sid），从第一名同学开始，sid为1，以此类推。学号必须是唯一的，连续的，并且与班级的人数相符，这样以便知道，要分配给下一名新同学的学号是多少。这样我们就需要一个变量，与单独的每一个学生对象无关，而是与整个班级同学数量有关。所以，我们可以这样定义一个静态变量numberOfStudent，代码如下：

public class Student {
private String name;
private int age;
// 学生的id
private int sid;
// 类变量，记录学生数量，分配学号
public static int numberOfStudent = 0;
public Student(String name, int age){
this.name = name;
this.age = age;
// 通过 numberOfStudent 给学生分配学号
this.sid = ++numberOfStudent;
} /
/ 打印属性值
public void show() {
System.out.println("Student : name=" + name + ", age=" + age + ", sid=" + sid );
}
}

public class StuDemo {
public static void main(String[] args) {
Student s1 = new Student("张三", 23);
Student s2 = new Student("李四", 24);
Student s3 = new Student("王五", 25);
Student s4 = new Student("赵六", 26);
s1.show(); // Student : name=张三, age=23, sid=1
s2.show(); // Student : name=李四, age=24, sid=2
s3.show(); // Student : name=王五, age=25, sid=3
s4.show(); // Student : name=赵六, age=26, sid=4
}
}

静态方法
当 static 修饰成员方法时，该方法称为类方法 。静态方法在声明中有 static ，建议使用类名来调用，而不需要创建类的对象。调用方式非常简单。

• 类方法：使用 static关键字修饰的成员方法，习惯称为静态方法。

定义格式：

修
饰符 static 返回值类型 方法名 (参数列表){
// 执行语句
}

举例：在Student类中定义静态方法

public static void showNum() {
System.out.println("num:" + numberOfStudent);
}

• 静态方法调用的注意事项：
  • 静态方法可以直接访问类变量和静态方法。　　
  • 静态方法不能直接访问普通成员变量或成员方法。反之，成员方法可以直接访问类变量或静态方法。　　
  • 静态方法中，不能使用this关键字。　　

小贴士：静态方法只能访问静态成员。
调用格式
被static修饰的成员可以并且建议通过类名直接访问。虽然也可以通过对象名访问静态成员，原因即多个对象均属于一个类，共享使用同一个静态成员，但是不建议，会出现警告信息。
格式：

// 访问类变量
类名.类变量名；
// 调用静态方法
类名.静态方法名(参数)；

调用演示，代码如下

public class StuDemo2 {
public static void main(String[] args) {
// 访问类变量
System.out.println(Student.numberOfStudent);
// 调用静态方法
Student.showNum();
}
}

 

无论是成员变量，还是成员方法。如果有了static，都推荐使用类名称进行调用。
静态变量：类名称.静态变量
静态方法：类名称.静态方法()

注意：

1. 静态不能直接访问非静态。
原因：因为在内存当中是【先】有的静态内容，【后】有的非静态内容。
“先人不知道后人，但是后人知道先人。”
2. 静态方法当中不能用this。
原因：this代表当前对象，通过谁调用的方法，谁就是当前对象。

2.3 静态原理图解
static 修饰的内容：

• 是随着类的加载而加载的，且只加载一次。
• 存储于一块固定的内存区域（静态区），所以，可以直接被类名调用。
• 它优先于对象存在，所以，可以被所有对象共享。

2.4 静态代码块

• 静态代码块：定义在成员位置，使用static修饰的代码块{ }。
  • 位置：类中方法外。　　
  • 执行：随着类的加载而执行且执行一次，优先于main方法和构造方法的执行。　　

格式：

public class ClassName{
static {
// 执行语句
}
}

作用：给类变量进行初始化赋值。用法演示，代码如下：

public class Game {
public static int number;
public static ArrayList<String> list;
static {
// 给类变量赋值
number = 2;
list = new ArrayList<String>();
// 添加元素到集合中
list.add("张三");
list.add("李四");
}
}

小贴士：
static 关键字，可以修饰变量、方法和代码块。在使用的过程中，其主要目的还是想在不创建对象的情况下，去调用方法。下面将介绍两个工具类，来体现static 方法的便利。

特点：当第一次用到本类时，静态代码块执行唯一的一次。
静态内容总是优先于非静态，所以静态代码块比构造方法先执行。

静态代码块的典型用途：
用来一次性地对静态成员变量进行赋值。

第三章 Arrays类（工具类）
3.1 概述
java.util.Arrays 此类包含用来操作数组的各种方法，比如排序和搜索等。其所有方法均为静态方法，调用起来非常简单。
3.2 操作数组的方法

• public static String toString(int[] a) ：返回指定数组内容的字符串表示形式。

public static void main(String[] args) {
// 定义int 数组
int[] arr = {2,34,35,4,657,8,69,9};
// 打印数组,输出地址值
System.out.println(arr); // [I@2ac1fdc4
// 数组内容转为字符串
String s = Arrays.toString(arr);
// 打印字符串,输出内容
System.out.println(s); // [2, 34, 35, 4, 657, 8, 69, 9]
}

• public static void sort(int[] a) ：对指定的 int 型数组按数字升序进行排序。　　

public static void main(String[] args) {
// 定义int 数组
int[] arr = {24, 7, 5, 48, 4, 46, 35, 11, 6, 2};
System.out.println("排序前:"+ Arrays.toString(arr)); // 排序前:[24, 7, 5, 48, 4, 46, 35, 11, 6,
2]
// 升序排序
Arrays.sort(arr);
System.out.println("排序后:"+ Arrays.toString(arr));// 排序后:[2, 4, 5, 6, 7, 11, 24, 35, 46,
48]
}

3.3 练习
请使用 Arrays 相关的API，将一个随机字符串中的所有字符升序排列，并倒序打印。

p
ublic class ArraysTest {
public static void main(String[] args) {
// 定义随机的字符串
String line = "ysKUreaytWTRHsgFdSAoidq";
// 转换为字符数组
char[] chars = line.toCharArray();
// 升序排序
Arrays.sort(chars);
// 反向遍历打印
for (int i = chars.length‐1; i >= 0 ; i‐‐) {
System.out.print(chars[i]+" "); // y y t s s r q o i g e d d a W U T S R K H F A
}
}
}

第四章 Math类（工具类）
4.1 概述
java.lang.Math 类包含用于执行基本数学运算的方法，如初等指数、对数、平方根和三角函数。类似这样的工具类，其所有方法均为静态方法，并且不会创建对象，调用起来非常简单。
4.2 基本运算的方法

• public static double abs(double a) ：返回 double 值的绝对值。

double d1 = Math.abs(‐5); //d1的值为5
double d2 = Math.abs(5); //d2的值为5

• public static double ceil(double a) ：返回大于等于参数的最小的整数。
  

double d1 = Math.ceil(3.3); //d1的值为 4.0
double d2 = Math.ceil(‐3.3); //d2的值为 ‐3.0
double d3 = Math.ceil(5.1); //d3的值为 6.0

• public static double floor(double a) ：返回小于等于参数最大的整数。
  

double d1 = Math.floor(3.3); //d1的值为3.0
double d2 = Math.floor(‐3.3); //d2的值为‐4.0
double d3 = Math.floor(5.1); //d3的值为 5.0

• public static long round(double a) ：返回最接近参数的 long。(相当于四舍五入方法)
  

long d1 = Math.round(5.5); //d1的值为6.0
long d2 = Math.round(5.4); //d2的值为5.0

4.3 练习
请使用 Math 相关的API，计算在 -10.8 到 5.9 之间，绝对值大于 6 或者小于 2.1 的整数有多少个？

public class MathTest {
public static void main(String[] args) {
// 定义最小值
double min = ‐10.8;
// 定义最大值
double max = 5.9;
// 定义变量计数
int count = 0;
// 范围内循环
for (double i = Math.ceil(min); i <= max; i++) {
// 获取绝对值并判断
if (Math.abs(i) > 6 || Math.abs(i) < 2.1) {
// 计数
count++;
}
} System.out.println("个数为: " + count + " 个");
}
}