Java学习——核心类

一、String类

1、String类内部
字符串在String内部是通过一个char[]数组表示的，因此既可按照“...”的方式书写，也可按照以下方式书写。String是不可变对象，字符串操作不改变原字符串内容，而是返回新字符串。

String s2 = new String(new char[] {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '!'});

早期JDK的String类：

public final class String {
    private final char[] value;
    private final int offset;
    private final int count;
}

较新的JDK版本的String则以byte[]存储：

public final class String {
    private final byte[] value;
    private final byte coder; // 0 = LATIN1, 1 = UTF16

二、常见字符串方法

方法	格式	说明
比较	s.equals(）	不能使用==
去除首尾空白	s.trim()	空白字符包括\t，\r，\n
去除首尾空白	strip()	除了trim去除的，还能去除类似中文的空格字符\u3000
是否为空	isEmpty()	字符串长度＞0则返回false
是否为空白	isBlank()	只有空白字符（例如空格等）则返回true
替换	s.replace(旧的，新的)
分割字符串	s.split(分隔符）	返回String[]
拼接字符串	String.join(拼接符，字符串数组）	静态方法
格式化字符串	String.format(字符串，参数1，参数2...)	String.format("Hi %s, your score is %.2f!", "Bob", 59.5),不确定用啥占位符，那就始终用%s，因为%s可以显示任何数据类型
将其它类型转换为String	String.valueOf（）	编译器会根据参数自动选择合适的方法
字符串转整型	Integer.parseInt("123")
字符串转布尔型	Boolean.parseBoolean("true")
字符串转char[]	"Hello".toCharArray()
char[]转字符串	String s = new String(cs)
字符串转其它编码	byte[] b2 = "Hello".getBytes("UTF-8"); byte[] b2 = "Hello".getBytes("GBK");

三、字符串编码

• 最早期：美国国家标准学会（American National Standard Institute：ANSI）制定了一套英文字母、数字和常用符号的编码，它占用一个字节，编码范围从0到127，最高位始终为0，称为ASCII编码。
• 为了解决一个字节不够编码的问题：汉字（GB2312标准）、日文（Shift_JIS编码）、韩文（EUC-KR编码）
• 为了统一上述编码：全球统一码联盟发布了Unicode编码，它把世界上主要语言都纳入同一个编码，Unicode编码需要两个或者更多字节表示
• UTF-8编码：因为英文字符的Unicode编码高字节总是00，包含大量英文的文本会浪费空间，所以，出现了UTF-8编码，它是一种变长编码，用来把固定长度的Unicode编码变成1～4字节的变长编码。UTF-8编码的另一个好处是容错能力强。如果传输过程中某些字符出错，不会影响后续字符，因为UTF-8编码依靠高字节位来确定一个字符究竟是几个字节，它经常用来作为传输编码。

四、StringJoiner

1、为什么使用

使用s=s+"str"拼接字符串时，会不断创新新对象，效率低。Java标准库提供了StringBuilder，它是一个可变对象，可以预分配缓冲区，这样，往StringBuilder中新增字符时，不会创建新的临时对象。

2、语法

（1）基础语法

// 1.创建StringBuilder实例
StringBuilder sb = new StringBuilder(1024);
// 2.使用add拼接
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    sb.append(',');
    sb.append(i);
}
// 3.使用toString转为str
String s = sb.toString();

（2）链式操作

查看StringBuilder的内部逻辑,发现append方法返回自身，因此可以使用链式操作

public StringBuilder append(String str) {
super.append(str);
return this;
}

链式操作如下：

public static void main(String[] args) {
    var sb = new StringBuilder(1024);
    sb.append("Mr ")
      .append("Bob")
      .append("!")
      .insert(0, "Hello, ");
    System.out.println(sb.toString());
}

五、StringJoiner类

1、使用场景

拼接字符串

2、语法

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String[] names = {"Bob", "Alice", "Grace"};
// 1.构造实例，参数依次是拼接符，前缀，结尾
        var sj = new StringJoiner(", ", "Hello ", "!");
        for (String name : names) {
            sj.add(name);
        }
        System.out.println(sj.toString()); // Hello，Bob，Alice，Grace！
    }
}

3.注意事项

如果没有前缀和后缀，可以直接使用String.join()

六、包装类型

1、是什么

基本类型对应的引用类型为包装类型，包装类型封装了很多实用方法。
例如，int对应Integer类，double对应Double

2、自动装箱和自动拆箱

int和Integer可以互相转换，

Integer n = 100; // 编译器自动使用Integer.valueOf(int)
int x = n; // 编译器自动使用Integer.intValue()

直接把int变为Integer的赋值写法，称为自动装箱（Auto Boxing），反过来，把Integer变为int的赋值写法，称为自动拆箱（Auto Unboxing）。装箱和拆箱会影响代码的执行效率，因为编译后的class代码是严格区分基本类型和引用类型的。
在创建Integer对象时，进行使用方法二，因为方法1总是创建新的Integer实例，方法2把内部优化留给Integer的实现者去做。Integer.valueOf()是静态工厂方法，它尽可能地返回缓存的实例以节省内存
方法1：Integer n = new Integer(100);
方法2：Integer n = Integer.valueOf(100);

3、注意事项

引用类型的毕竟必须使用equals而非==

七、枚举类enum

1、使用场景

定义有限类的同类型枚举

2、语法

（1）基础语法

必须使用enum关键词

public enum Color {
    RED, GREEN, BLUE;
}

上述代码被编译器翻译为：

public final class Color extends Enum { // 继承自Enum，标记为final class
    // 每个实例均为全局唯一:
    public static final Color RED = new Color();
    public static final Color GREEN = new Color();
    public static final Color BLUE = new Color();
    // private构造方法，确保外部无法调用new操作符:
    private Color() {}
}

（2）实例方法

每个枚举值其实为一个实例，因此有实例方法。

• name()：返回常量名

String s = Weekday.RED.name(); // "RED"

• ordinal():返回定义的常量的顺序，从0开始计数。改变枚举常量定义的顺序就会导致ordinal()返回值发生变化，因此代码不健壮

（3）自定义构造方法

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Weekday day = Weekday.SUN;
        if (day.dayValue == 6 || day.dayValue == 0) {
            System.out.println("Work at home!");
        } else {
            System.out.println("Work at office!");
        }
    }
}

enum Weekday {
    MON(1), TUE(2), WED(3), THU(4), FRI(5), SAT(6), SUN(0);

    public final int dayValue;
   // 自定义构造方法，可定义dayValue字段
    private Weekday(int dayValue) {
        this.dayValue = dayValue;
    }

}

八、记录类

1、作用

记录类实现以下功能：

• 定义class时使用final，无法派生子类；
• 每个字段使用final，保证创建实例后无法修改任何字段。
  即：

public final class Point {
    private final int x;
    private final int y;

    public Point(int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }

    public int x() {
        return this.x;
    }

    public int y() {
        return this.y;
    }
}

2、语法

和enum类似，我们自己不能直接从Record派生，只能通过record关键字由编译器实现继承

public record Point(int x, int y) {}

九、BigInteger

1、场景

在Java中，由CPU原生提供的整型最大范围是64位long型整数。使用long型整数可以直接通过CPU指令进行计算，速度非常快。
如果我们使用的整数范围超过了long型怎么办？这个时候，就只能用软件来模拟一个大整数。java.math.BigInteger就是用来表示任意大小的整数。

2、语法

（1）基础语法
对BigInteger做运算的时候，只能使用实例方法

BigInteger i1 = new BigInteger("1234567890");
BigInteger i2 = new BigInteger("12345678901234567890");
BigInteger sum = i1.add(i2); // 12345678902469135780

（2）转换为基础类型
可以把BigInteger转换成基本类型。如果BigInteger表示的范围超过了基本类型的范围，转换时将丢失高位信息，即结果不一定是准确的。如果需要准确地转换成基本类型，可以使用intValueExact()、longValueExact()等方法，在转换时如果超出范围，将直接抛出ArithmeticException异常。

BigInteger i = new BigInteger("123456789000");
System.out.println(i.multiply(i).longValueExact()); // java.lang.ArithmeticException: BigInteger out of long range

十、BigInteger

1、语法

（1）创建

BigDecimal bd = new BigDecimal("123.4567");
System.out.println(bd.multiply(bd)); // 15241.55677489

(2)精度及取值
.scale获取精度，setScale按照制定方法设置精度

BigDecimal d1 = new BigDecimal("123.456789");
BigDecimal d2 = d1.setScale(4, RoundingMode.HALF_UP); // 四舍五入，123.4568

2、注意事项

使用equals()方法不但要求两个BigDecimal的值相等，还要求它们的scale()相等
比较BigDecimal的值是否相等，必须使用compareTo()而不能使用equals()。