Java进阶（三）-常用类
常用类
1.字符串相关的类:String
（1）存储层面理解
- String类：代表字符串，String是一个final类，代表不可变的字符序列。
- 字符串是一个常量，用双引号引起来表示，它们的值在创建之后不能更改
- String对象的字符内容是存储在一个字符数组value[]中。
package com.string;
//从下往上看
import org.junit.Test;
public class StringTest {
//(三)
/*结论：
* 1.常量于常量的拼接结果在常量池。而且常量池中不会存在相同内容的常量
* 2.只要其中有一个是变量，结果就在堆中；
* 3.如果拼接的结果调用intern()方法，返回值就在常量池中；
* */
@Test
public void test3(){
String s1="javaEE";
String s2="hadoop";
String s3="javaEEhadoop";
String s4="javaEE"+"hadoop";
String s5=s1+"hadoop";
String s6="javaEE"+s2;
System.out.println(s3==s4);//true
System.out.println(s3==s5); //false
System.out.println(s3==s6); //false
System.out.println(s5==s6); //false
String s8=s5.intern(); //返回值得到的s8使用的常量值中已经存在的”javaEEhadoop“
System.out.println(s8==s3); //ture
}
/*(二)
*String的实例化方式：
* 方式一：通过字面量定义的方式
* 方式二：通过new+构造器的方式
*面试题： String s=new String("abc");方式创建对象，在内存中创建了几个对象？
*两个：一个是堆空间中new结构，另一个是char[]对象的常量池中的数据;"abc"
*
* */
@Test
public void test2(){
//通过字面量定义的方式：此时s1和s2的数据abc声明在方法区中的字符串常量池中；
String s1="abc"; //字面量的定义方式
String s2="abc";
//通过new+构造器的方式：此时s3和s4保存的地址值，是数据在堆空间中开辟空间以后对应的地址值
String s3=new String("abc");
String s4=new String("abc");
System.out.println(s1==s2);//true
System.out.println(s1==s3);//false
System.out.println(s1==s4);//false
System.out.println(s3==s4);//false
System.out.println("****************");
Person p1 = new Person("Tom",12);
Person p2 = new Person("Tom",12);
System.out.println(p1.name.equals(p2.name));//true equals比较的是内容
System.out.println(p1.name==p2.name);//true
p1.name="Jerry";
System.out.println(p2.name);//Tom
}
/*(一)String的不可变性
String：字符串，使用一对引号引起来表示
1.String声明为final的，不可被继承
2.String实现了Serializable接口：表示字符串是支持序列化的；
实现了Comparable接口：表示String可以比较大小
3.String内部定义了final char[] value用于存储字符串数据
4.String:代表不可变的字符序列。简称：不可变性
体现：①当对字符串重新赋值时，需要重写指定内存区域赋值，不能使用原有的value进行赋值；
②当对现有的字符串进行连接操作时，也需要重新指定内存区域赋值，不能使用原有的value进行赋值；
③当调用String的replace()方法修改指定的字符串或字符时，也需要重新指定内存区域赋值。
总之，对字符串进行增删改都是需要重新指定内存区域
5.通过字面量的方式（区别于new）给字符串赋值，此时字符串声明在字符串常量池中，
6.字符串常量池不会存储相同内容的字符串的。
* */
@Test //炸包
public void test1(){
String s1="abc"; //字面量的定义方式
String s2="abc";
// s1="hello";
System.out.println(s1==s2);//比较s1和s2的地址值
System.out.println(s1);
System.out.println(s2);
String s3="abd";
s3+="ef";
System.out.println(s3);
String s4="abd";
}
}
（2）String常用方法
- int length():返回字符串的长度：return value.length
- char charAt(int index):返回某索引处的字符，return value[index]
- boolean isEmpty():判断是否是空字符:return value.length==0;
- String toLowerCase()：使用默认语言环境，将String中的所有字符转换为小写
- String toUpperCase():使用默认语言环境，将String中的所有字符转换为大写
- String trim():返回字符串的副本，忽略前导空白和尾部空白；
- boolean equals(Object obj):比较字符串的内容是否相同
- boolean equalsgnoreCase(String anotherString):与equals()方法相似，忽略大小写
- String concat(String str): 将指定字符串连接到此字符串的结尾，等价于用"+"
- int compare To(String anotherString):比较两个字符串的大小
- String substring(int beginIndex):返回一个新的字符串，它是此字符串的从begindex()开始截取到的最后一个子字符串；
- String substring(int beginIndex, int endIndex):返回一个新的字符串，它是此字符串从beginIndex开始截取到endIndex(不包含)的一个子字符串。
(3)String类与其他结构之间的转换
①String与基本数据类型、包装类之间的转换
/*
* String -->基本数据类型、包装类：调用包装类的静态方法：parseXxx(str)
*基本数据类型、包装类-->String:调用String重载的valueOf(xxx)
*
* */
@Test
public void test4(){
String str1="123"; //str1使用面定义，存放在常量池里
//int num=(int)str1;//错误的
int num=Integer.parseInt(str1);
String str2=String.valueOf(num);
String str3=num+" "; //此时str3因为有变量，所以存放在堆里
}
②String 与char[]之间的转换
/*
* String -->char[]：调用String的toCharArray();
*char[]-->String:调用String的构造器
*
* */
@Test
public void test5(){
String str1="abc123";
char[] charArray=str1.toCharArray();
for (int i = 0; i < charArray.length; i++) {
System.out.println(charArray[i]);
}
char[] arr=new char[]{'h','o','h'};
String str2=new String(arr);
System.out.println(str2);
}
③String 与byte[ ]之间的转换
//编码：String-->byte[]:调用String的getBytes()
//解码：byte[]-->String；调用String的构造器
//编码：字符串-->字节（看得懂-->看不懂得二进制数据）
//解码：编码得逆过程
//编码集和解码集不一致会导致乱码
（4）String相关的类
String、StringBuffer、StringBuilder三者的异同？
String：不可变的字符序列；底层使用char[]存储
StringBuffer：可变的字符序列；线程安全的，效率低；底层使用char[]存储
StringBuilder：可变的字符序列：jdk5.0新增的，线程不安全的，效率高；底层使用char[]存储
//源码分析
String str=new String();//char[] value=new char[0];
String str1=new String("abc"); //char[]value=new chaer[]{'a','b','c'};
StringBuffer sb1=new StringBuffer();//char[] value=new char[16] 底层创建了一个长度是16的数组
System.out.println(sb1.lenght());//0
sb1.append('a');//value[0]='a';
sb1.append('b');//value[1]='b';
StringBuffer sb2=new StringBuffer("abc") //char[] value=new char["abc".length+16]
//问题
// 1.System.out.println(sb2.lenght());//3
// 2. 扩容问题：如果要添加的数据底层数组装不下，那就需要扩容底层的数组，默认情况下，扩容为原来容量的2倍+2，同时将原来数组中的元素复制到新的数组中。
//指导意义：开发中建议使用 StringBuffer(int capacity) 或者
//StringBuilder(int capacity)
① StringBuffer的常用方法
- StringBuffer append(xxx):提供了很多的append()方法，用于进行字符串的拼接；
- StringBuffer delete(int start, int end):删除指定位置的内容；
- StringBuffer replace(int start, int end, String str): 把[start,end)位置替换为str;
- StringBuffer insert(int offset, xx):在指定位置插入xxx;
- StringBuffer reverse():把当前字符序列逆转；
- public int indexOf(String str): 查找字符串中指定字符或字串首次出现的位置，返回索引值。该方法区分大小写。
- public String substring(int start, int end):
- public int length()；
- public char charAt(int n): 查询第n个位置是什么内容
- public void setCharAt(int n,char ch) ； 修改一个字符
总结：增，删，改，查，插，长度，遍历。
②与两种字符串相关的类对比
对比 String、StringBuffer、StringBuilder三者的效率：
从高到低排序：StringBuilder>StringBuffer>String
③String与StringBuffer、StringBuilder之间的转换
//String-->StringBuffer、StringBuilder:调用StringBuffer、StringBuilder构造器；
//StringBuffer、StringBuilder-->String:①调用String构造器；②StringBuffer、StringBuilder的toString()
(5)练习
①字符串中指定部分反转
/*将一个字符串进行反转，将字符串中指定部分进行反转；比如“abcdefg”反转为“abfedcg”
* */
public class StringTest1 {
//方式一：转换为char[]
public String reverse(String str, int startIndex, int endIndex) {
if (str != null && str.length() != 0) {
char[] arr = str.toCharArray();
for (int x = startIndex, y = endIndex; x < y; x++, y--) {
char temp = arr[x];
arr[x] = arr[y];
arr[y] = temp;
}
return new String(arr);
}
return null;
}
//方式二：使用String的拼接
public String reverse1(String str,int startIndex,int endIndex) {
if (str != null) {
//第一部分
String reverseStr = str.substring(0, startIndex);
//第二部分
for (int i = endIndex; i >= startIndex; i--) {
reverseStr += str.charAt(i);
}
//第三部分
reverseStr += str.substring(endIndex + 1);
return reverseStr;
}
return null;
}
//方式三：使用StringBuffer或StringBuilder替换String
public String reverse2(String str,int startIndex,int endIndex) {
if (str != null) {
StringBuilder builder=new StringBuilder(str.length());
//第一部分
builder.append(str.substring(0,startIndex));
//第二部分
for (int i = endIndex; i >= startIndex; i--) {
builder.append(str.charAt(i));
}
//第三部分
builder.append(str.substring(endIndex+1));
return builder.toString();
}
return null;
}
@Test
public void testReverse(){
String str="abcdefg";
String reverse =reverse1(str,2,5);
System.out.println(reverse);
}
}
②获取一个字符串在另一个字符串中出现的次数
public class StringPractice2 {
/*
* 获取一个字符串在另一个字符串中出现的次数
* 比如：获取“ab”在“abkkcaakabkskab”中出现的次数
* */
/*获取subStr在mainStr中出现的次数
* */
public int getCount(String mainStr,String subStr){
int mainLength=mainStr.length();
int subLength=subStr.length();
int count=0;
int index=0;
if(mainLength>=subLength) {
//方式一
/*
while ((index = mainStr.indexOf(subStr)) != -1) {
count++;
mainStr = mainStr.substring(index + subStr.length());
}*/
//方式二：对方式一的改进
while((index=mainStr.indexOf(subStr,index))!=-1){
count++;
index += subLength;
}
return count;
}else{
return 0;
}
}
@Test
public void testGetCount(){
String mainStr= "abkkcaakabkskab";
String subStr="ab" ;
int a=getCount(mainStr,subStr);
System.out.println(a);
}
}
③获取两个字符串中最大相同子串
public class StringPractice3 {
/*获取两个字符串中最大相同子串。比如：
str1="abcwerthelloyuiodef";str2="cvhellobhm"
提示：将短的那个串进行依次递减的子串和较长的串比较
* */
public String[] getMaxSameString(String str1,String str2) {
if (str1 != null && str2 != null) {
StringBuffer sBuffer=new StringBuffer();
String maxStr = (str1.length() >= str2.length()) ? str1 : str2;
String minStr = (str1.length() < str2.length()) ? str1 : str2;
for (int i = 0; i < minStr.length(); i++) {
for (int x = 0, y = minStr.length() - i; y <= minStr.length(); x++, y++) {
String subStr = minStr.substring(x, y);
if (maxStr.contains(subStr)) {
sBuffer.append(subStr + ',');
}
}
if (sBuffer.length() != 0) {
break;
}
}
String[] split=sBuffer.toString().replaceAll(","," ").split("\\,");
return split;
}
return null;
}
@Test
public void testGetMaxSameString(){
String str1="abcvhellojjjaacnienabcdf";
String str2="hekbhhellohuiabcdfel";
String[] maxStrResults=getMaxSameString(str1,str2);
System.out.println(Arrays.toString(maxStrResults));
}
}
2.JDK8之前日期API
(1)java.lang.System类
System类提供的pubic static long currentTimeMillis()用来返回当前时间与1970年1月1日0时0分0秒之间的以毫秒为单位的时间差。称为时间戳。
（2）java.util.Date类
public class DateTimeTest {
/*java.util.Date类|java.sql.Date类
1.两个构造器的使用
> 构造器一：Date()：创建一个对应当前时间的Date对象
>构造器二：Date(long date)创建指定毫秒数的Date对象
2.两个方法的使用
>toString():显示当前年、月、日、时、分、秒
>getTime():获取当前date对应的毫秒数。（时间戳）
3.java.sql.Date类对应着数据库中的日期类型变量
>如何实例化
>如何将一个util.Date对象转换为sql.Date对象
* */
@Test
public void test(){
//构造器一：Date()：创建一个对应当前时间的Date对象
Date date1 = new Date();
System.out.println(date1.toString());//Fri Feb 25 19:51:11 CST 2022
System.out.println(date1.getTime());//1645790016626
//构造器二：创建指定毫秒数的Date对象
Date date2=new Date(1645790016626L);//Fri Feb 25 19:53:36 CST 2022
System.out.println(date2);
//创建java.sql.Date对象
java.sql.Date date3=new java.sql.Date(1645790016626L);
System.out.println(date3);//2022-02-25
//如何将一个util.Date对象转换为sql.Date对象
//情况一：
Date date4=new java.sql.Date(1645790016626L);
java.sql.Date date5=(java.sql.Date) date4;
//情况二：
Date date6=new Date();
java.sql.Date date7=new java.sql.Date(date6.getTime());
}
}
(3)java.text.SimpleDateFormat类
Date类的API不易于国际化，大部分被丢弃了，java.text.SimpleDateFormat类是一个不与语言环境有关的方式来格式化和解释日期的具体类。
- 它允许进行格式化：日期-->文本、解析：文本-->日期
/*jdk 8之前的日期时间的API测试
*
* */
public class DateTimeTest2 {
/*SimpleDateFormat的使用：SimpleDateFormat对日期Date类的格式化和解析
1.两个操作
1.1 格式化：日期 -->字符串
1.2 解析：格式化的逆过程，字符串-->日期
2.SimpleDateFormat的实例化
*/
@Test
public void testSimpleDateFormat() throws ParseException {
//实例化SimpleDateFormat：使用的是默认的构造器
SimpleDateFormat sdf=new SimpleDateFormat();
//格式化： 日期-->字符串
Date date=new Date();
System.out.println(date);
String format=sdf.format(date);
System.out.println(format); //22-2-25 下午8:25
//解析：格式化的逆过程，字符串-->日期
String str="22-2-3 下午8:09";
Date date2=sdf.parse(str);
System.out.println(date2);
//******按照指定的方式格式化和解析：调用带参的构造器*******//
SimpleDateFormat sdf1=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");
//格式化
String fomat1=sdf1.format(date);
System.out.println(fomat1);
//解析:要求字符串必须是符合SimpleDateFormat识别的格式（通过构造器参数体现）
//否则，会抛异常
Date date4=sdf1.parse("2022-02-02 11:09:08");
System.out.println(date4);
}
}
(4)java.util.Calender（日历）类
Calender是一个抽象基类，主要用于完成日期字段之间相互操作的功能。
- 获取Calendar实例的方法
- 使用Calendar.getInstance()方法；
- 调用它的子类GregorianCalendar的构造器
/*Calendar日历类（抽象类）的使用
*/
@Test
public void testCalendar(){
//1.实例化
//方式一：调用它的子类GregorianCalendar的构造器
//方式二：调用其静态方法Calendar.getInstance()方
Calendar calendar=Calendar.getInstance();
//2.常用方法
//get()
int days=calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
System.out.println(days);
//set()
calendar.set(Calendar.DAY_OF_MONTH,22);
days=calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
System.out.println(days);
//add()
//getTime():日历类-->Date
//setTime():Date-->日历类
}
}
3.JDK8中新日期API
之前的关于日期和时间的API存在的问题：
-
可变性：像日期和时间这样的类应该时不可变的；
-
偏移性：Date中的年份是从1900年开始的，而月份都是从0开始；
-
格式化：格式化只对Date有用，Calendar则不行；
此外，它们也不是线程安全的：不能处理闰秒等。
新的java.time中包含了所有关于本地日期（LocalDate）、本地时间（LocalTime）、本地日期时间（LocalDateTime）、s时区（ZonedDateTime）和持续时间（Duration）的类。
（1）LocalTime、LocalDate、LocalDateTime
public class DateTimeTest3 {
/*
本地日期（LocalDate）、本地时间（LocalTime）、本地日期时间（LocalDateTime）的使用
说明：使用优点类似于Calendar类
*/
@Test
public void test1() {
//now()获取当前日期、时间
LocalDateTime localdate = LocalDateTime.now();
System.out.println(localdate);
//of():设置指定的年、月、日、时、分、秒。没有偏移量
LocalDateTime locald = LocalDateTime.of(2020, 12, 3, 12, 23, 4);
System.out.println(locald);
//getXxx():设置相关的属性
//体现不可变性
//withXxx():获取相关的属性
}
}
(2)瞬时：instant
时间线上的一个瞬时点。这可能被用来记录应用程序中的事件时间戳。
时间戳是指格林威治时间1970年01月01日00时00分00秒（北京时间1970年02月01日08时00分00秒）起至现在的总秒数。
其用法类似于java.util.Date类。
（3）格式化与解析日期或时间
java.time.format.DateTimeFormatter类：该类提供了三种格式化方法。类似于SimpleDateFormat。
4.Java比较器
-
在Java中经常涉及到对象数组的排序问题，那么就涉及到对象之间的比较问题；因为在Java中的对象，正常情况下，只能进行比较：==或!=，不能使用>或<，但是在开发场景中，我们需要对多个对象进行排序，如何实现？使用两个接口中的任何一个：Comparable或Comparator.
-
Java实现对象排序的方式有两种：
- 自然排序：java.lang.Comparable
- 定制排序：java.util.Comparator
/*Comparable接口的使用实例：自然排序 1.像String、包装类等实现了Comparable接口，重写了compareTo(obj)方法，给出了比较两个对象大小的方式 2.像String、包装类等重写了compareTo(obj)方法，进行了从小到大排序 3.重写compareTo(obj)的规则: 如果当前对象this大于形参对象obj，则返回正整数， 如果当前对象this小于形参对象obj，则返回负整数， 如果当前对象this等于形参对象obj，则返回0， 4.对于自定义类来说，如果需要排序，我们可以让自定义类实现Comparable接口，重写compareTo(obj)方法， compareTo(obj)方法中需要指明如何排序. * *//*Comparator接口的使用：定制排序 1.背景 当元素的类型没有实现java.lang.Comparable接口而又不方便修改代码， 或者实现了java.lang.Comparable接口的排序规则不适合当前的操作，那么 可以考虑使用Comparator对象来排序。 2.重写 compare(Object o1,Object o2)方法，比较o1和o2的大小； 如果方法返回正整数，则表示o1大于o2；如果返回0，表示相等；如果返回负整数， 表示o1小于o2. */ /*Comparable接口与Comparator接口的使用对比： Comparable接口的方式一旦确定，保证Comparable接口实现类的对象在任何位置都可以比较大小 Comparator接口属于临时性的比较。 * */ @Test public void test3(){ Goods[] arr=new Goods[4]; arr[0]=new Goods("lenove",14); arr[1]=new Goods("dell",43); arr[2]=new Goods("xiaomi",13); arr[3]=new Goods("huawei",65); //指明商品比较大小的方式：按照产品名称从低到高排序，再按照价格从高到低排序 Arrays.sort(arr, new Comparator() { @Override public int compare(Object o1, Object o2) { if(o1 instanceof Goods && o2 instanceof Goods){ Goods g1=(Goods) o1; Goods g2=(Goods) o2; if(g1.getName().equals(g2.getName())){ return -Double.compare(g1.getPrice(),g2.getPrice()); }else{ return g1.getName().compareTo(g2.getName()); } } throw new RuntimeException("输入的数据不一致"); } }); System.out.println(Arrays.toString(arr)); } }
5.System类
System类代表系统，系统级的很多属性和控制方法都放置在该类的内部，该类文位于java.lang包。
由于该类的构造器是private的，所以无法创建该类的对象，也就是无法实例化该类。其内部的成员变量和成员方法都是static的，所以也可以很方便的进行调用。
-
成员变量
System类内部包含in、out和err三个成员变量，分别代表标准输入流（键盘输入）、标准输出流（显示器）和标准错误输出流（显示器）。
-
成员方法
native long currentTimeMillis():返回当前时间的计算机时间，对应的时间为时间戳。
void exit(int status):退出程序
void gc():请求系统进行垃圾回收
String getProperty(String key):获取相应的系统属性。
6.Math类
java.long.Math提供了一系列静态方法用于科学计算，其方法的参数和返回值类型一般为double型。
7.BigInteger与BigDecimal类
7.1BigInteger类
-
Integer类作为int的包装类，能存储的最大整型为231-1，Long类也是有限的，最大为263-1.
-
java.math包的BigInteger可以表示不可变的任意精度的整数。BigInteger提供所有java的基本整数操作符的对应物，并提供Java.lang.Math的所有相关方法。另外，BigInteger还提供以下运算：模算术、GCD计算、质数测试、素数生成、位操作以及其他；
-
构造器
- BigInteger(String val):根据字符串构建BigInteger对象；
7.2 BigDecimal类
- 一般的Float类和Double类可以用来做科学计算或工程计算，但在商业计算中，要求数字精度比较高，故用到java.math.BigDecimal类。
- BigDecimal类支持不可变的，任意精度的有符号十进制定点数。
- 构造器
- public BigDecimal(double val)
- public BigDecimal(String val)
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