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09.Java 常用类

一.String 类

1.概述

String:字符串,使用一对“”引起来表示

  • String声明为 final的,不可被继承
  • 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
  • String内部定义了 final chat[] value 用于存储字符串数据
  • 通过字面量的方式(区别于 new的方式)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。
  • 字符串常量池中是不会存储相同内容的字符串的。

2.String 的不可变性

2.1 说明

  • 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值进行赋值。
  • 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值进行赋值。
  • 当调用Stringreplace()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值进行赋值。

2.2 代码举例

java
    @Test
    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); // hello
        System.out.println(s2); // abc
        System.out.println("**********************************************");

        String s3 = "abc";
        s3 += "def";
        System.out.println(s3);//abcdef
        System.out.println("**********************************************");

        String s4 = "abc";
        String s5 = s4.replace("a", "m");
        System.out.println(s4);//abc
        System.out.println(s5);//mbc
    }

3.String 实例化的不同方式

3.1 方式说明

  • 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

3.2 代码举例

java
@Test
public void test2() {
    // 通过字面量定义的方式:此时的s1和s2的数据javaEE声明在方法区中的字符串常量池中
    String s1 = "javaEE";
    String s2 = "javaEE";

    // 通过new + 构造器的方式:此时的s3和s4保存的地址值,是数据在堆空间开辟空间以后对应的地址值
    String s3 = new String("javaEE");
    String s4 = new String("javaEE");

    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", 13);
    Person p2 = new Person("tom", 13);
    System.out.println(p1.name == p2.name);//true
    System.out.println(p1.name.equals(p2.name));//true
}

3.3 面试题

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[]对应的常量池中的数据:"abc"

4.字符串拼接方式赋值的对比

4.1 说明

  • 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。

4.2 代码举例

java
@Test
public void test3() {
    String s1 = "javaEE";
    String s2 = "hadloop";

    String s3 = "javaEEhadloop";
    String s4 = "javaEE" + "hadloop";
    String s5 = s1 + "hadloop";
    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(s5 == s6);//false
    System.out.println(s3 == s7);//false

    String s8 = s5.intern();//返回值得到的s8使用的常量池中已经存在的"javaEEhadloop"
    System.out.println(s8 == s3);//true
}

5.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():判断是否是空字符串: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 equalsIgnoreCase(String anotherString): 与equals方法类似,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 compareTo(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beginIndex开始截取
  • String substring(int beginIndex,int endIndex): 返回一个新的字符串,它是此字符串的从beginIndex开始截取到endIndex(不包含)的一个新的字符串
  • boolean contains(CharSequences):当且仅当此字符串包含指定的char值序列时,返回true
  • int indexOf(String str):返回指定子字符串在此字符串中第一次出现处的索引
  • int indexOf(String str,int fromIndex):返回指定子字符串在此字符串中第一次出现处的索引,从指定的索引开始
  • int lastIndexOf(String str):返回指定子字符串在此字符串中最右边出现处的索引
  • int lastIndexOf(String str,int fromIndex):返回指定子字符串在此字符串中最后一次出现处的索引,从指定的索引开始反向搜索 注:**indexOf****lastIndexOf**方法如果未找到都是返回**-1**
  • boolean endsWith(String suffix):测试此字符串是否以指定的后缀结束
  • boolean startsWith(String preix):测试此字符串是否以指定的前缀开始
  • boolean startsWith(String preix,int toffset):测试此字符串是否从指定索引开始的子字符串是否以指定前缀开始

替换

  • String replace(char oldChar,char newChar):返回一个新的字符串,它是通过用newChar替换此字符串中出现的oldChar得到的。

6.String 与其他结构的转换

6.1 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)

6.2 与字符数组之间的转换

  • String => char[]:调用StringtoCharArray()

6.3 与字节数组之间的转换

  • 编码:String => byte[]:调用StringgetBytes()

  • 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。

6.4 与 StringBuffer、StringBuilder 之间的转换

  • String => StringBuffer、StringBulder:调用StringBuffer、StringBulder的构造器
  • StringBuffer、StringBulder => String :调用String的构造器 StringBuffer、StringBuldertoString()

7.JVM 中字符串常量池存放位置

  • jdk 1.6(jdk 6.0, java 6.0):字符串常量池存储在方法区(永久区)
  • jdk 1.7:字符串常量池存储在堆空间
  • jdk 1.8:字符串常量池存储在方法区(元空间)

8.常见算法题目的考查

  • 模拟一个trim方法,去除字符串两端的空格
  • 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
  • 获取一个字符串在另一个字符串中出现的次数
  • 获取两个字符串中最大相同子串
  • 对字符串中字符进行自然顺序排序

二.StringBuffer、StringBuilder

1.String、StringBuffer、StringBuilder 三者的对比

  • 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

2.StringBuffer、StringBuilder 的内存解析

以 StringBuffer 为例:

java
String str = new String(); // char[] value = new char[0];
String str1 = new String("abc"); // char[] value = new char[]{'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.length());
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.length()); // 3
// 问题2:扩容问题:如果要添加的数据底层数组乘不下了,那就需要扩容底层的数组。
//   默认情况下,扩容为原来的2倍 + 2,同时将原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、StringBuilder

3.对比 String、StringBuffer、StringBuilder 三者的执行效率

从高到低排列:StringBuilder > StringBuffer > String

4.StringBuffer、StringBuilder 中的常用方法

  • 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 offest,xxx)
  • 长度:length()
  • 遍历:for() + charAt() / toString()

三.JDK8 之前日期时间 API

1.获取系统当前时间

java
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

2.java.util.Date 类与 java.sql.Date 类

java
java.utils.Date类
      |---java.sql.Date类
  • 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:创建指定毫秒数的Date对象
  • 两个方法的使用:
    • toString():显示当前的年、月、日、时、分、秒
    • getTime():获取当前Date()对象对应的毫秒数。(时间戳)
  • 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

3.java.text.SimpleDataFormat 类

SimpleDataFormat对日期Date类的格式化和解析

3.1 两个操作

格式化:日期 => 字符串 解析:字符串 => 日期

3.2 SimpleDataFormat 的实例化: new + 构造器

java
// *****************按照指定的方法格式化和解析:调用带参的构造器*****************//
Date date1 = new Date();
SimpleDataFormat sdf  = new SimpleDataFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");
// 格式化
String format1 = sdf.format(date);
// 解析:要求字符串必须是符合SimpleDataFormat识别的格式(通过构造器参数提现),
// 否则抛异常
Date date2 = sdf.parse(format1);

4.Calendar 类:日历类、抽象类

java
// 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getInsatnce();
Calendar calendar = Calendar.getInsatnce();
// 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);

// add()
calendar.add(Calendar.DAY_OF_MONTH,-3);
days = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
System.out.println(days);

// getTime() 日历类 => Date
Date date = calendar.getTime();
System.out.println(date);

// setTime() Date => 日历类
Date date1 = new Date();
calendar.getTime(date1);
days = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
System.out.println(days);

四.JDK8 中新日期时间 API

1.日期时间 API 的更迭

第一代:jdk1.0 Date类 第二代:jdk1.1 Calendar类,一定程度上替换Date类 第三代:jdk1.8提出了新的一套 API

2.前两代存在的问题举例

  • 可变性:像日期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开始的
  • 格式化:格式化只对Date用,Calendar则不行。
  • 此外,它们也不是线程安全的;不能处理闰秒等;

3.java8 中新的日期时间 API 涉及到的包

  • java.time 包含值对象的基础包
  • java.time.chrono 提供对不同的日历系统的访问
  • java.time.format 格式化和解析时间和日期
  • java.time.temporal 包括底层框架和扩展特性
  • java.time.zone 包含时区支持的类

4.本地日期、本地时间、本地日期时间的使用:LocalDate/LocalTime/LocalDateTime

4.1 说明

  • 分别表示使用 ISO-8601日历系统的日期、时间、日期时间。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。
  • LocalDateTime相较于LocalDateLocalTime使用频率要高
  • 类似于Calendar

4.2 常用方法

5.时间点 Instant

5.1 说明

  • 时间线上的一个瞬时点。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)
  • 类似于java.util.Date

5.2 常用方法

6.日期时间格式化类:DateTimeFormatter

6.1 说明

  • 格式化或解析时间、日期
  • 类似于SimpleDataFormat

6.2 常用方法

实例化方式

  • 预定义的标准格式。如:ISO_LOCAL_DATE_TIME;ISO_LOCAL_DATE;ISO_LOCAL_TIME;
  • 本地化相关的格式。如:ofLocalizeDateTime(FormatStyle.LONG)
  • 自定义的格式。如:ofPattern("yyyy-MM-dd hh:mm:ss")

常用方法

  • ofPattern(String pattern):静态方法,返回一个指定字符串格式的DateTimeFormatter
  • format(TemporalAccessor t):格式化一个日期、时间,返回字符串
  • parse(CharSequence text):将指定格式的字符序列解析为一个时间、日期
java
// 重点:自定义的格式。如:`ofPattern("yyyy-MM-dd hh:mm:ss")`
DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");
// 格式化
String str = formatter.format(LocalDateTime.now());
// 解析
TemporalAccessor accessor = formatter.parse(str);

五.Java 比较器

1.Java 比较器的使用背景

Java中的对象,正常情况下,只能进行比较:==!=。不能使用><的。但是在开发场景中,我们需要对多个对象进行排序,言外之意,就需要比较两个对象的大小。如何实现?使用两个接口中的任何一个:ComparableComparator

2.自然顺序:使用 Comparable 接口

2.1 说明

  1. String、包装类实现了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. String、包装类重写了compareTo(obj)方法以后,进行了从小到大的排列。
  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,则返回零
  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。在compareTo(obj)方法中指定如何排序。

2.2 自定义类代码举例

java
// getter、setter、toString()、构造器:省略
class Goods implements Comparable{
    private String name;
    private double price;
    //指明商品比较大小的方式:按照价格从低到高排序,再照产品名称从高到低排序
    @Override
    public int CompareTo(Object o){
        if(o instanceof Goods){
            Goods goods = (Goods)o;
            // 方式一
            if(this.price > goods.price){
                return 1;
            }else if(this.price < goods.price){
                return -1;
            }else{
                return 0;
            }
            // 方式二
           // return Double.compare(this.price,goods.price);
        }
        throw new RuntimeException("传入的数据类型不一致");
    }
}

3.定制排序:使用 Comparator 接口

3.1 说明

  • 背景:当元素的类型没实现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的对象来排序
  • 重新compare(Object o1,Object o2)方法,比较o1o2的大小:如果返回正整数,则表示o1大于o2;如果返回0,表示相等;返回负整数,表示o1小于o2;

3.2 代码举例

java
Comparator com = new Comparator(){
    //指明商品比较大小的方式:按照价格从低到高排序,再照产品名称从高到低排序
    @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("传入的数据类型不一致");
    }
}

4.两种排序方法对比

  • 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

六.其他类

1.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。该类位于java.lang
  • 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,所有也可以很方便的进行调用。
  • 方法
    • native long currentTimeMills()
    • void exit(int status)
    • void gc()
    • String getProperty(String key)

2.Math 类

java.lang.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一般为double型。

3.BigInteger 类、BigDecimal 类

说明

  • java.math包的BigInteger可以表示不可变的任意精度的整数
  • 要求数字精度比较高,故用到java.math.BigDecimal

具体代码

java
public void testBigInteger(){
    BigInteger bi = new BigInteger("121212121212121");
    BigDecimal bd = new BigDecimal("12345.351");
    BigDecimal bd2 = new BigDecimal("11");
    System.out.println(bi);
    System.out.println(bd.divide(bd2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP));
    System.out.println(bd.divide(bd2,15,BigDecimal.ROUND_HALF_UP));
}

Released under the MIT License.