15、java常用类

一、字符串相关的类

1、String类

1.1字符串特性

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。

  3）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，需要重新指定内存区域 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。

/*
    结论：
    1.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。
    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 test4(){
        String s1 = "javaEEhadoop";
        String s2 = "javaEE";
        String s3 = s2 + "hadoop";
        System.out.println(s1 == s3);//false

        final String s4 = "javaEE";//s4:常量
        String s5 = s4 + "hadoop";
        System.out.println(s1 == s5);//true

    }

    @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


    }

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

1.2、String常用方法

1.3、转换

1.3.1、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)

1.3.2、String与字符数组转换

字符数组 ->  字符串

        >String 类的构造器： String(char[]) 和 String(char[] ， int offset ， int length) 分别用字符数组中的全部字符和部分字符创建字符串对象。

字符串 ->  字符数组

        >public char[] toCharArray() ： 将字符串中的全部字符存放在一个字符数组中的方法。

        >public void getChars(int srcBegin, int srcEnd, char[] dst, int dstBegin) ： 提供了将指定索引范围内的字符串存放到数组中的方法。

字节数组 ->  字符串

        >String(byte[]) ： 通过使用平台的默认字符集解码指定的 byte 数组，构造一个新的 String 。

        >String(byte[] ， int offset ， int length) ： 用指定的字节数组的一部分，即从数组起始位置offset 开始取 length 个字节构造一个字符串对象。

字符串 ->   字节数组

        >public byte[] getBytes() ： 使用平台的默认字符集将此 String 编码为byte 序列，并将结果存储到一个新的 byte 数组中。

        >public byte[] getBytes(String charsetName) ： 使用指定的字符集将此 String 编码到 byte 序列，并将结果存储到新的 byte 数组。

2、StringBuffer类 

2.1特性

1）java.lang.StringBuffer 代表 可变的字符序列 ， JDK1.0 中声明，可以对字符串内容进行增删，此时不会产生新的对象。

2）很多方法与 String 相同。

3）作为参数传递时，方法内部可以改变值。

4）StringBuffer 类不同于 String ，其对象必须使用构造器生成。有三个构造器：

 

        >StringBuffer() ：初始容量为 16 的字符串缓冲区

        >StringBuffer(int size) ：构造指定容量的字符串缓冲区

        >StringBuffer(String str) ：将内容初始化为指定字符串内容

 2.2、StringBuffer类的常用方法

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

>当 append 和 insert 时，如果原来 value 数组长度不够，可扩容。

>如上这些方法支持方法链操作

public int indexOf (String str)

public String substring (int start,int end)

public int length ()

public char charAt (int n )

public void setCharAt (int n ,char ch)

 2.3、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。

二、jdk8之前的日期时间api

1. java.lang.System类

System 类提供的 public static long currentTimeMillis() 用来返回当前时间与1970 年 1 月 1 日 0 时 0 分 0 秒之间以毫秒为单位的时间差。

        >此方法适于计算时间差。

计算世界时间的主要标准有：

        >UTC(Coordinated Universal Time)

        >GMT(Greenwich Mean Time)

        >CST(Central Standard Time)

2. java.util.Date类

表示特定的瞬间，精确到毫秒

构造器：

        >Date() ： 使用无参构造器创建的对象可以获取本地当前时间。

        >Date(long date)

常用方法

        >getTime(): 返回自 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 GMT 以来此 Date 对象表示的毫秒数。

        >toString(): 把此 Date 对象转换为以下形式的 String ： dow mon dd hh:mm:ss zzz yyyy 其中： dow 是一周中的某一天 (Sun, Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat)， zzz 是时间标准。

        >其它很多方法都过时了。

 

3. java.text.SimpleDateFormat类

>Date 类的 API 不易于国际化，大部分被废弃了， java.text.SimpleDateFormat 类是一个不与语言环境有关的方式来格式化和解析日期的具体类。

>它允许进行 格式化：日期 ->  文本 、 解析：文本 ->  日期

> 格式化：

        >SimpleDateFormat() ：默认的模式和语言环境创建对象

        >public SimpleDateFormat(String pattern)： 该构造方法可以用 参数 pattern 指定的格式创建一个对象，该对象调用：

        >public String format(Date date) ： 方法格式化时间对象 date

解析：

        >public Date parse(String source) ： 从给定字符串的开始解析文本，以生成一个日期。

4. java.util.Calendar(日历)类

>Calendar 是一个抽象基类，主用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。

> 一个 Calendar 的实例是系统时间的抽象表示，通过 get(int field) 方法来取得想要的时间信息。比如YEAR 、 MONTH 、 DAY_OF_WEEK 、 HOUR_OF_DAY 、MINUTE、 SECOND

        >public void set(int field,int value)

        >public void add(int field,int amount)

        >public final Date getTime()

        >public final void setTime(Date date)

注意 :

        >获取月份时：一月是 0 ，二月是 1 ，以此类推， 12 月是 11

        >获取星期时：周日是 1 ，周二是 2 ， 。。。。周六是 7

三、jdk8中新日期时间API

1、新日期时间API出现的背景

如果我们可以跟别人说：“我们在 1502643933071 见面，别晚了！”那么就再简单不过了。但是我们希望时间与昼夜和四季有关，于是事情就变复杂了。JDK 1.0 中包含了一个java.util.Date 类，但是它的大多数方法已经在 JDK 1.1 引入 Calendar 类之后被弃用了。而Calendar 并不比 Date 好多少。它们面临的问题是：

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

2、新时间日期API

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 ）、时区（ ZonedDateTime ） 和持续时间（Duration ）的类 。历史悠久的 Date 类新增了 toInstant() 方法，用于把 Date 转换成新的表示形式

 

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

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。

2.1、LocalDate、LocalTime、LocalDateTime

LocalDate 、 LocalTime 、 LocalDateTime 类是其中较重要的几个类，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。

注： ISO-8601 日历系统是国际标准化组织制定的现代公民的日期和时间的表示法，也就是公历。

 2.2、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

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。

2.3、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：

>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： ofLocalizedDateTime(FormatStyle.LONG)

>自定义的格式。如： ofPattern(“yyyy-MM-dd hh:mm:ss”)

四、java比较器

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

1、自然排序：java.lang.Comparable

1） Comparable 接口强行对实现它的每个类的对象进行整体排序。这种排序被称为类的自然排序。

2） 实现 Comparable 的类必须实现 compareTo(Object obj) 方法，两个对象即 通过 compareTo(Object obj) 方法的返回值来比较大小。 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。

3） 实现 Comparable 接口的对象列表（和数组）可以通过 Collections.sort 或Arrays.sort进行自动排序。实现此接口的对象可以用作有序映射中的键或有序集合中的元素，无需指定比较器。

4） 对于类 C 的每一个 e1 和 e2 来说，当且仅当 e1.compareTo(e2) == 0 与 e1.equals(e2) 具有相同的 boolean 值时，类 C 的自然排序才叫做与 equals一致。建议（虽然不是必需的） 最好使自然排序与 equals 一致 。

1.1、java.lang.Comparable

Comparable 的典型实现 ： ( 默认都是从小到大排列的 )

        >String ：按照字符串中字符的 Unicode 值进行比较

        >Character ：按照字符的 Unicode 值来进行比较

        >数值类型对应的包装类以及 BigInteger 、 BigDecimal ：按照它们对应的数值大小进行比较

        >Boolean ： true 对应的包装类实例大于 false 对应的包装类实例

        >Date 、 Time 等：后面的日期时间比前面的日期时间大

2、定制排序：java.util.Comparator

1） 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 的对象来排序 ，强行对多个对象进行整体排序的比较。

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；返回负整数，表示 o1 小于 o2 。

3） 可以将 Comparator 传递给 sort 方法（如 Collections.sort 或 Arrays.sort ），从而允许在排序顺序上实现精确控制。

4） 还可以使用 Comparator 来控制某些数据结构（如有序 set 或有序映射）的顺序，或者为那些没有自然顺序的对象 collection 提供排序。

五、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 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() ： 该方法的作用是返回当前的计算机时间，时间的表达格式为当前计算机时间和GMT 时间 ( 格林威治时间 )1970 年 1 月 1 号 0 时 0 分 0 秒所差的毫秒数。

        >void exit(int status) ： 该方法的作用是退出程序。其中status 的值为 0 代表正常退出，非零代表异常退出。 使用该方法可以在图形界面编程中实现程序的退出功能 等。

        >void gc() ： 该方法的作用是请求系统进行垃圾回收。至于系统是否立刻回收，则取决于系统中垃圾回收算法的实现以及系统执行时的情况。

        >String getProperty(String key) ： 该方法的作用是获得系统中属性名为key 的属性对应的值。系统中常见的属性名以及属性的作用如下表所示：

六、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 值类型一般为 double 型。

abs 绝对值

acos,asin,atan,cos,sin,tan 三角函数

sqrt 平方根

pow(double a,doble b) a 的 b 次幂

log 自然对数

exp e 为底指数

max(double a,double b)

min(double a,double b)

random() 返回 0.0 到 1.0 的随机数

long round(double a) double 型数据 a 转换为 long 型（四舍五入）

toDegrees(double angrad) 弧度 —> 角度

toRadians(double angdeg) 角度 —> 弧度

七、BigInteger和BigDecimal

1、BigInteger类

>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

 

>常用方法

        >public BigInteger abs () ：返回此 BigInteger 的绝对值的 BigInteger 。

        >BigInteger add (BigInteger val) ：返回其值为 (this + val) 的 BigInteger

        >BigInteger subtract (BigInteger val) ：返回其值为 (this - val) 的 BigInteger

        >BigInteger multiply (BigInteger val) ：返回其值为 (this * val) 的 BigInteger

        >BigInteger divide (BigInteger val) ：返回其值为 (this / val) 的 BigInteger 。整数相除只保留整数部分。

        >BigInteger remainder (BigInteger val) ：返回其值为 (this % val) 的 BigInteger 。

        >BigInteger[] divideAndRemainder (BigInteger val) ：返回包含 (this / val) 后跟(this % val) 的两个 BigInteger 的数组。

        >BigInteger pow (int exponent) ：返回其值为 (this exponent ) 的 BigInteger 。

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)

>常用方法

        >public BigDecimal add (BigDecimal augend)

        >public BigDecimal subtract (BigDecimal subtrahend)

        >public BigDecimal multiply (BigDecimal multiplicand)

        >public BigDecimal divide (BigDecimal divisor, int scale, int roundingMode)