java基础高级18_Java常用类

Hilary
162 阅读13分钟

1 字符串相关的类

1.1 String类

  • String类：代表字符串。Java 程序中的所有字符串字面值（如 "abc" ）都作为此类的实例实现。
  • String是一个final类，代表不可变的字符序列。
  • 字符串是常量，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[]中的。 认识：String:字符串，使用一对""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：
    • 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。
    • 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。
    • 当调用String的replace()方法修改指定字符或字符串时，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。
  1. 通过字面量的方式（区别于new）给一个字符串赋值，此时的字符串值声明在字符串常量池中。
  2. 字符串常量池中是不会存储相同内容的字符串的。

1.1.2 String的创建（赋值）

String str = "hello";

//本质上this.value = new char[0];

String s1 = new String();

//this.value = original.value;

String s2 = new String(String original);

//this.value = Arrays.copyOf(value, value.length);

String s3 = new String(char[] a);

String s4 = new String(char[] a,int startIndex,int count);

image.png

1.1.3字符串对象是如何存储的

Person p1 = new Person("Tom",12);
Person p2 = new Person("Tom",12);

System.out.println(p1.name.equals(p2.name));//true
System.out.println(p1.name == p2.name);//true

p1.name = "Jerry";
System.out.println(p2.name);//Tom

image.png

1.1.4String使用陷阱

  • String s1 = "a";
    • 说明：在字符串常量池中创建了一个字面量为"a"的字符串。
  • s1 = s1 + "b";
    • 说明：实际上原来的“a”字符串对象已经丢弃了，现在在堆空间中产生了一个字符串s1+"b"（也就是"ab")。如果多次执行这些改变串内容的操作，会导致大量副本字符串对象存留在内存中，降低效率。如果这样的操作放到循环中，会极大影响程序的性能。
  • String s2 = "ab";
    • 说明：直接在字符串常量池中创建一个字面量为"ab"的字符串。
  • String s3 = "a" + "b";
    • 说明：s3指向字符串常量池中已经创建的"ab"的字符串。
  • String s4 = s1.intern();
    • 说明：堆空间的s1对象在调用intern()之后，会将常量池中已经存在的"ab"字符串赋值给s4。
@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;
    String s7 = s1 + s2;

    System.out.println(s3 == s4);//true
    System.out.println(s3 == s5);//false
    System.out.println(s3 == s6);//false
    System.out.println(s3 == s7);//false
    System.out.println(s5 == s6);//false
    System.out.println(s5 == s7);//false
    System.out.println(s6 == s7);//false

    String s8 = s6.intern();//返回值得到的s8使用的常量值中已经存在的“javaEEhadoop”
    System.out.println(s3 == s8);//true


}

image.png

结论：

  • 常量与常量的拼接结果在常量池。且常量池中不会存在相同内容的常量。
  • 只要其中有一个是变量，结果就在堆中
  • 如果拼接的结果调用intern()方法，返回值就在常量池中

1.1.5 String常用方法

1 image.png

2 image.png

3 image.png

public class StringTest1 {


    /*
    String 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 --->看不懂的二进制数据)
    解码：编码的逆过程，字节 --> 字符串 （看不懂的二进制数据 ---> 看得懂）

    说明：解码时，要求解码使用的字符集必须与编码时使用的字符集一致，否则会出现乱码。
     */
    @Test
    public void test3() throws UnsupportedEncodingException {
        String str1 = "abc123中国";
        byte[] bytes = str1.getBytes();//使用默认的字符集，进行编码。
        System.out.println(Arrays.toString(bytes));

        byte[] gbks = str1.getBytes("gbk");//使用gbk字符集进行编码。
        System.out.println(Arrays.toString(gbks));

        System.out.println("******************");

        String str2 = new String(bytes);//使用默认的字符集，进行解码。
        System.out.println(str2);

        String str3 = new String(gbks);
        System.out.println(str3);//出现乱码。原因：编码集和解码集不一致！


        String str4 = new String(gbks, "gbk");
        System.out.println(str4);//没有出现乱码。原因：编码集和解码集一致！


    }

    /*
    String 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 test2(){
        String str1 = "abc123";  //题目： a21cb3

        char[] charArray = str1.toCharArray();
        for (int i = 0; i < charArray.length; i++) {
            System.out.println(charArray[i]);
        }

        char[] arr = new char[]{'h','e','l','l','o'};
        String str2 = new String(arr);
        System.out.println(str2);
    }

    /*
    复习：
    String 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 test1(){
        String str1 = "123";
//        int num = (int)str1;//错误的
        int num = Integer.parseInt(str1);

        String str2 = String.valueOf(num);//"123"
        String str3 = num + "";

        System.out.println(str1 == str3);
    }

}

1.1.6 常见算法题目

  1. 模拟一个trim方法，去除字符串两端的空格。
  2. 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”
  3. 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 “abkkcadkabkebfkabkskab” 中出现的次数
  4. 获取两个字符串中最大相同子串。
    • 比如：str1 = "abcwerthelloyuiodef“;str2 = "cvhellobnm"
    • 提示：将短的那个串进行长度依次递减的子串与较长的串比较。
  5. 对字符串中字符进行自然顺序排序。
    • 提示：
    • 字符串变成字符数组。
    • 对数组排序，选择，冒泡，Arrays.sort();
    • 将排序后的数组变成字符串。

1.2 StringBuffer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
  • 问题1. System.out.println(sb2.length());//3
  • 问题2. 扩容问题:如果要添加的数据底层数组盛不下了，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，同时将原有数组中的元素复制到新的数组中。 指导意义：开发中建议大家使用：StringBuffer(int capacity) 或StringBuilder(int capacity)

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, xxx)：在指定位置插入xxx
  • StringBuffer reverse() ：把当前字符序列逆转
  • public int indexOf(String str)
  • public String substring(int start,int end):返回一个从start开始到end索引结束的左闭右开区间的子字符串
  • public int length()
  • public char charAt(int n )
  • public void setCharAt(int n ,char ch)

总结：

  • 增：append(xxx)

  • 删：delete(int start,int end)

  • 改：setCharAt(int n ,char ch) / replace(int start, int end, String str)

  • 查：charAt(int n )

  • 插：insert(int offset, xxx)

  • 长度：length();

  • 遍历：for() + charAt() / toString()

image.png

1.3 StringBuilder类

StringBuilder 和 StringBuffer 非常类似，均代表可变的字符序列，而且提供相关功能的方法也一样

面试题：对比String、StringBuffer、StringBuilder

  • String(JDK1.0)：不可变字符序列
  • StringBuffer(JDK1.0)：可变字符序列、效率低、线程安全
  • StringBuilder(JDK 5.0)：可变字符序列、效率高、线程不安全

注意：作为参数传递的话，方法内部String不会改变其值，StringBuffer和StringBuilder会改变其值。

对比String、StringBuffer、StringBuilder三者的效率：

从高到低排列：StringBuilder > StringBuffer > String

2 JDK8之前日期时间API

2.1. System类中currentTimeMillis();

//1.System类中的currentTimeMillis()
@Test
public void test1(){
    long time = System.currentTimeMillis();
    //返回当前时间与1970年1月1日0时0分0秒之间以毫秒为单位的时间差。
    //称为时间戳
    System.out.println(time);
}

2.2 java.util.Date和子类java.sql.Date

@Test
public void test2(){
    /*
    * java.sql.Date对应着数据库中的日期类型的变量
    >如何实例化
    >如何将java.util.Date对象转换为java.sql.Date对象*/
    Date date = new Date();
    java.sql.Date datesql = new java.sql.Date(date.getTime());
    System.out.println(date);//Thu Dec 23 14:45:38 CST 2021
    System.out.println(datesql);//2021-12-23
    System.out.println(date.getClass());//class java.util.Date
    System.out.println(datesql.getClass());//class java.sql.Date
}

2.3 SimpleDateFormat


@Test
    public void testSimpleDateFormat() throws ParseException {

*******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("yyyyy.MMMMM.dd GGG hh:mm aaa");
        SimpleDateFormat sdf1 = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");
        //格式化
        String format1 = sdf1.format(date);
        System.out.println(format1);//2019-02-18 11:48:27
        //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，抛异常
        Date date2 = sdf1.parse("2020-02-18 11:48:27");
        System.out.println(date2);
    }

练习一：字符串"2021-12-23"转换为java.sql.Date

@Test
public void testExer() throws ParseException {
    String birth = "2021-12-23";

    SimpleDateFormat sdf1 = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
    Date date = sdf1.parse(birth);
    System.out.println(date);//Thu Dec 23 00:00:00 CST 2021

    java.sql.Date birthDate = new java.sql.Date(date.getTime());
    System.out.println(birthDate);//2021-12-23
}

练习二："三天打渔两天晒网" 1990-01-01 xxxx-xx-xx 打渔？晒网？

举例：2020-09-08 ？ 总天数

  • 总天数 % 5 == 1,2,3 : 打渔
  • 总天数 % 5 == 4,0 : 晒网

总天数的计算？

  • 方式一：( date2.getTime() - date1.getTime()) / (1000 * 60 * 60 * 24) + 1
  • 方式二：1990-01-01 --> 2019-12-31 + 2020-01-01 -->2020-09-08

2.4 Calendar日历类(抽象类）的使用

image.png

@Test
    public void testCalendar(){
        //1.实例化
        //方式一：创建其子类（GregorianCalendar）的对象
        //方式二：调用其静态方法getInstance()
        Calendar calendar = Calendar.getInstance();
//        System.out.println(calendar.getClass());

        //2.常用方法
        //get()
        int days = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
        System.out.println(days);
        System.out.println(calendar.get(Calendar.DAY_OF_YEAR));

        //set()
        //calendar可变性
//        calendar.set(Calendar.DAY_OF_MONTH,22);
//        days = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
//        System.out.println(days);//22
//
//        //add()
//        calendar.add(Calendar.DAY_OF_MONTH,-3);
//        days = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
//        System.out.println(days);//目前23.-3之后19

        //getTime():日历类---> Date
        Date dddate = calendar.getTime();
        System.out.println(dddate);//Thu Dec 23 15:19:09 CST 2021

        //setTime():Date ---> 日历类
        Date dddate1 = new Date();
        calendar.setTime(dddate1);//Thu Dec 23 15:19:09 CST 2021
        System.out.println(dddate1);
        days = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
        System.out.println(days);//23

    }

3 JDK8中新日期时间API

问题：

  • 可变性：像日期和时间这样的类应该是不可变的。
  • 偏移性：Date中的年份是从1900开始的，而月份都从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。

总结：

  • 对日期和时间的操作一直是Java程序员最痛苦的地方之一。

image.png

说明：大多数开发者只会用到基础包和format包，也可能会用到temporal包。因此，尽管有68个新的公开类型，大多数开发者，大概将只会用到其中的三分之一。

3.1 LocalDate、LocalTime、LocalDateTime

它们的实例是不可变的对象，分别表示使用 ISO-8601日历系统的日期、时间、日期和时间。它们提供了简单的本地日期或时间，并不包含当前的时间信息，也不包含与时区相关的信息。

  • LocalDate代表IOS格式（yyyy-MM-dd）的日期,可以存储 生日、纪念日等日期。
  • LocalTime表示一个时间，而不是日期。
  • LocalDateTime是用来表示日期和时间的，这是一个最常用的类之一。

image.png

now():获取当前的日期、时间、日期+时间

of():设置指定的年、月、日、时、分、秒。没有偏移量

getXxx()：获取相关的属性

体现不可变性。withXxx():设置相关的属性

3.2 瞬时：Instant

  • 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。

  • 在处理时间和日期的时候，我们通常会想到年,月,日,时,分,秒。然而，这只是时间的一个模型，是面向人类的。第二种通用模型是面向机器的，或者说是连续的。在此模型中，时间线中的一个点表示为一个很大的数，这有利于计算机处理。在UNIX中，这个数从1970年开始，以秒为的单位；同样的，在Java中，也是从1970年开始，但以毫秒为单位。

  • java.time包通过值类型Instant提供机器视图，不提供处理人类意义上的时间单位。Instant表示时间线上的一点，而不需要任何上下文信息，例如，时区。概念上讲，它只是简单的表示自1970年1月1日0时0分0秒（UTC）开始的秒数。因为java.time包是基于纳秒计算的，所以Instant的精度可以达到纳秒级。

  • (1 ns = 10-9 s) 1秒 = 1000毫秒 =10^6微秒=10^9纳秒

image.png 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01月01日08时00分00秒)起至现在的总秒数。

/*
Instant的使用
类似于 java.util.Date类

 */
@Test
public void test2(){
    //now():获取本初子午线对应的标准时间
    Instant instant = Instant.now();
    System.out.println(instant);//2021-12-23T07:38:28.921071700Z

    //添加时间的偏移量
    OffsetDateTime offsetDateTime = instant.atOffset(ZoneOffset.ofHours(8));
    System.out.println(offsetDateTime);//2021-12-23T15:38:28.921071700+08:00

    //toEpochMilli():获取自1970年1月1日0时0分0秒（UTC）开始的毫秒数  ---> Date类的getTime()
    long milli = instant.toEpochMilli();
    System.out.println(milli);//不带时区

    //ofEpochMilli():通过给定的毫秒数，获取Instant实例  -->Date(long millis)
    Instant instant1 = Instant.ofEpochMilli(1640245060536L);
    System.out.println(instant1);
}

3.3 格式化与解析日期或时间

image.png

/*
    DateTimeFormatter:格式化或解析日期、时间
    类似于SimpleDateFormat

     */

    @Test
    public void test3(){
//        方式一：预定义的标准格式。如：ISO_LOCAL_DATE_TIME;ISO_LOCAL_DATE;ISO_LOCAL_TIME
        DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE_TIME;
        //格式化:日期-->字符串
        LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now();
        String str1 = formatter.format(localDateTime);
        System.out.println(localDateTime);
        System.out.println(str1);//2019-02-18T15:42:18.797

        //解析：字符串 -->日期
        TemporalAccessor parse = formatter.parse("2019-02-18T15:42:18.797");
        System.out.println(parse);

//        方式二：
//        本地化相关的格式。如：ofLocalizedDateTime()
//        FormatStyle.LONG / FormatStyle.MEDIUM / FormatStyle.SHORT :适用于LocalDateTime
        DateTimeFormatter formatter1 = DateTimeFormatter.ofLocalizedDateTime(FormatStyle.LONG);
        //格式化
        String str2 = formatter1.format(localDateTime);
        System.out.println(str2);//2019年2月18日 下午03时47分16秒


//      本地化相关的格式。如：ofLocalizedDate()
//      FormatStyle.FULL / FormatStyle.LONG / FormatStyle.MEDIUM / FormatStyle.SHORT : 适用于LocalDate
        DateTimeFormatter formatter2 = DateTimeFormatter.ofLocalizedDate(FormatStyle.MEDIUM);
        //格式化
        String str3 = formatter2.format(LocalDate.now());
        System.out.println(str3);//2019-2-18


//       重点： 方式三：自定义的格式。如：ofPattern(“yyyy-MM-dd hh:mm:ss”)
        DateTimeFormatter formatter3 = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");
        //格式化
        String str4 = formatter3.format(LocalDateTime.now());
        System.out.println(str4);//2019-02-18 03:52:09

        //解析
        TemporalAccessor accessor = formatter3.parse("2019-02-18 03:52:09");
        System.out.println(accessor);

    }

3.4 其它API

image.png

3.5 参考：与传统日期处理的转换

image.png

4 Java比较器

  • 在Java中经常会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。
  • 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

4.1 自然排序：java.lang.Comparable

image.png

image.png

4.2 定制排序：java.util.Comparator

image.png

Arrays.sort(arr, new Comparator() {
    //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
    @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("输入的数据类型不一致");
    }
});

System.out.println(Arrays.toString(arr));

Comparable接口与Comparator的使用的对比：

  • Comparable接口的方式一旦一定，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。

5 System类

image.png

6 Math类

image.png

7 BigInteger与BigDecimal

  • Integer类作为int的包装类，能存储的最大整型值为2 31-1，Long类也是有限的，最大为2 63-1。如果要表示再大的整数，不管是基本数据类型还是他们的包装类都无能为力，更不用说进行运算了。
  • 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、位操作以及一些其他操作。
  • 构造器
    • BigInteger(String val)：根据字符串构建BigInteger对象

image.png

image.png

avatar
文章
阅读
粉丝