常用类

系统相关类

Java 程序在不同操作系统上运行时，有可能需要取得平台相关的属性，或者调用平台命令来完成特定的功能

Java 提供 System 类和 Runtime 类来与程序运行的平台进行交互

System 类

表示当前 Java 程序的运行平台

描述：System 类是一个 final 类，该类的所有属性和方法都是静态的，可以不创建对象直接调用

属性：in（标准输入）、out（标准输出）、err（错误输出）

常用方法：

• currentTimeMillis( )：记录程序执行的时间（单位毫秒）
• exit（）：结束当前正在运行中的 Java 虚拟机
• getProperties( )：获取当前系统属性和环境变量
• gc（）：提醒虚拟机，建议进行一次垃圾回收

Runtime 类

表示当前 Java 程序的运行时环境

描述：

• 应用程序不能创建自己的 Runtime 对象实例
• 只能通过 Runtime 类的静态方法getRuntime( )获取与之关联的Runtime 对象

常用方法：

• availableProcessors( )：获取处理器数量
• freeMemory( )：获取空闲内存大小（字节）
• totalMemory()：获取总内存大小（字节）
• maxMemory() ：获取可用最大内存大小（字节）

字符串相关类

Java 中字符串类型是程序中使用范围最广的数据类型，字符串操作也就成了程序员使用得最多的操作

Java 中提供 String 类、StringBuffer 类、StringBuilder 类来处理字符串，这三个类提供了大量操作字符串对象的方法，能够满足程序中各种对字符串的处理

String类

表示固定不变的字符串

描述：

• String 类是 final 类，不能被子类继承
• String 类实例化对象包含固定不变的字符串

字符串特点：

• 字符串必须使用双引号（如“Hello”)
• 字符串的字符使用 Unicode 编码（一个字符或汉字占两个字节）
• 字符串是固定不可变的，统一存放在内存的字符串常量池中

常用方法：

• charAt ( int index )：返回字符串指定位置的字符
• indexOf( String s)：返回指定字符串第一次出现的位置
• startsWith(String s)：测试字符串是否以指定前缀开始
• endsWith(String s)：测试字符串是否以指定后缀开始
• subString( int index)：返回字符串的子字符串
• replace(char a, char b)：替换字符串的指定字符
• trim()：去掉字符串的前后空格
• concat(String str)：连接两个字符串
• split(String regex)：给定正则表达式的匹配来拆分字符串

字符串常量池

字符串常量池通过共享字符串对象，提高字符串对象的使用效率

正则表达式

正则表达式是一种用来匹配字符串的表达式，Java 中 String 类支持使用正则表达式匹配字符串

字符通配符

次数通配符

其他通配符

StringBuffer 类

表示可变长度的字符串（线程安全）

StringBuffer 类是 Java 提供的另外一种字符串操作类，该类允许包含的字符串内容改变，用于解决 String 类包含的字符串内容不可变的问题（频繁修改字符串内容使用 StringBuffer 类）

常用方法

• append(String str)：向字符串后面追加指定字符串
• toString()：返回对象包含的字符串

举例

// StringBuffer 实例化对象
StringBuffer temp  =  new StringBuffer(“hello ”);
temp.append(“world”); // 追加字符串
String str = temp.toString(); // 返回对象包含的字符串
System.out.println(str);

StringBuilder 类

表示可变长度的字符串（线程不安全）

StringBuilder 类是在 JDK1.5 以后 Java 增加的一个新的字符串操作类，它同 StringBuffer 类几乎相同，唯一不同之处是 StringBuilder 类是线程不安全的，StringBuffer 类是线程安全的

String、StringBuffer 和 StringBuilder 区别

• String 表示固定长度的字符串，StringBuffer（线程安全） 和 StringBuilder（线程不安全） 表示可变长度字符
• 性能由低到高为 String < StringBuffer < StringBuilder

日期时间相关类

在实际软件项目开发中，经常会遇到处理日期和时间的情况，Java 语言中提供了一系列类专门处理日期和时间类

Date 类（日期时间）

• 表示特定的瞬间（精确到毫秒）
• 时间原点（0毫秒）：1970-01-01 08:00:00
• 1天 = 246060 = 86400 秒 = 86400 * 1000 = 86400000 毫秒

//获取当前系统的时间和日期
Date date = new Date();

//把时间和日期转换成时间戳（毫秒）
long time = date.getTime();

SimpleDateFormat 类（日期时间格式化）

描述：

• 格式化（日期 -> 文本）
• 解析 （文本 -> 日期）

常用方法：

• format ( Date date ) ：按照指定的模式，把 Date 日期格式化为符合模式的字符串
• parse ( String source ) ：把符合模式的字符串，解析为 Date 日期

// 格式化
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日 HH时mm分ss秒");
Date date = new Date( );
String str = sdf.format(date);

//解析
sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
Date date = simpleDateFormat.parse("2020-10-23");

Calendar 类（日历）

描述：

• 它调用静态方法 getInstance( ) 获取实例化对象（单例模式）
• 它提供很多操作日历字段的方法（YEAR、MONTH、DAY_OF_MONTH、HOUR)

常用方法：

• int get (int field)：获取日历（年月日等）
• void set(int field, int value)：设置日历（年月日等）
• void add(int field,int amount)：添加或减少日历（年月日等）

// 获取日历对象实例（当前日历）
Calendar calendar   =   Calendar.getInstance();
// 获取日历年、月 
int year       =  calendar.get(Calendar.YEAR); 
int month   =  calendar.get(Calendar.MONTH);
//设置日历年、月
calendar.set ( Calendar.YEAR, 2021 );
calendar.set ( Calendar.MONTH, 9 );
//日历增加 2 年
calendar.add(Calendar.YEAR, 2);
//把日历对象转换为日期对象
Date date = calendar.getTime( );

数学运算相关类

Math 类

描述：

• Math 类包含了用于执行基本数学运算的属性和方法，如初等指数、对数、平方根和三角函数
• Math 的方法都被定义为 static 形式，可以直接通过 Math.方法名() 进行调用，方便程序员进行实际的使用

常用方法：

• int abs(int i)：返回绝对值
• round(float f)：表示四舍五入
• min(int a,int b)：返回两个数最小值
• max(int a,int b): 返回两个数最大值
• random()：返回[0,1）之间的随机double值

BigInteger 类

• 在 Java 中，基本数据类型存储的整型最大范围是 64 位 long 型整数
• BigInteger 类用于表示任意大小的整数，因为它内部有一个 int[ ] 数组可以保存一个非常大的整数

BigInteger numA = new BigInteger("1234567890");
BigInteger numB  = new BigInteger("12345678901234");
// BigInteger 运算只能调用方法
BigInteger sum = NumA.add(NumB); 
// BigInteger 可以转为基本数据类型
long numC = numA.longValue(); 

BigDecimal 类

BigDecimal 类和 BigInteger 类相似，用于表示一个任意大小且精度完全准确的浮点数（常用于财务计算）

BigDecimal decimalA = new BigDecimal("123.4500");
// 返回小数位数
System.out.println(decimalA.scale()); // 4（4位小数）
//去掉末尾的 0
BigDecimal decimalB = decimalA.stripTrailingZeros();
System.out.println(decimalA.scale()); // 2（两位小数）

包装类

什么是包装类

包装类是将 Java 中八种基本数据类型封装成的类，所有的基本数据类型都能很方便地与对应的包装类相互转换，以解决应用中要求使用引用数据类型，而不能使用基本数据类型的情况

包装类的特点

• 所有包装类都是 final 类型（不能派生子类）
• 实例化包装类对象后，对象中保存的基本类型数据不能再改变
• 包装类封装大量有用的方法（如数据类型转换）
• 除 Character 类和 Boolean 类继承于 Object 类，其他的包装类都继承于 Number 类

基本数据类型与包装类

包装类的共同点

• 包装类中包含的值不可变（包装类实例化对象后不能修改保存的数值）
• 包装类都有两个构造器
• 包装类中都有xxxValue（）方法
• 包装类中都有两个 ValueOf（）方法

自动装箱/拆箱

自动装箱和自动拆箱是基本数据类型与包装类之间的一种转换机制（通过编译器自动完成）

不要过度使用自动装箱或自动拆箱功能，因为它们可能会导致程序的性能下降