17. 常用类

1.String类

1).什么是字符串?

字符串是由多个字符组成的一串数据(字符序列),字符串可以看成是字符数组.

2).String类的概述

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。
字符串是常量；它们的值在创建之后不能更改。字符串缓冲区支持可变的字符串。因为 String 对象是不可变的，所以可以共享。

3).字符串常量池

我们知道字符串的分配和其他对象分配一样，是需要消耗高昂的时间和空间的，而且字符串我们使用的非常多。JVM为了提高性能和减少内存的开销，在实例化字符串的时候进行了一些优化：使用字符串常量池。每当我们创建字符串常量时，JVM会首先检查字符串常量池，如果该字符串已经存在常量池中，那么就直接返回常量池中的实例引用。如果字符串不存在常量池中，就会实例化该字符串并且将其放到常量池中。

4).String的常见构造方法

public String():空构造,初始化一个新创建的 String 对象，使其表示一个空字符序列
public String(byte[] bytes):把字节数组转成字符串
public String(byte[] bytes,int index,int length):把字节数组的一部分转成字符串(index:表示的是从第几个索引开始, length表示的是长度)
public String(char[] value):把字符数组转成字符串
public String(char[] value,int index,int count):把字符数组的一部分转成字符串
public String(String original):把字符串常量值转成字符串

5).String类常用方法

public boolean equals(Object obj): 比较字符串的内容是否相同,区分大小写
public boolean equalsIgnoreCase(String str): 比较字符串的内容是否相同,忽略大小写
public boolean contains(String str): 判断字符串中是否包含传递进来的字符串
public boolean startsWith(String str): 判断字符串是否以传递进来的字符串开头
public boolean endsWith(String str): 判断字符串是否以传递进来的字符串结尾
public boolean isEmpty(): 判断字符串的内容是否为空。
public int length(): 获取字符串的长度。
public char charAt(int index): 获取指定索引位置的字符
public int indexOf(int ch): 返回指定字符在此字符串中第一次出现处的索引。
public int indexOf(String str): 返回指定字符串在此字符串中第一次出现处的索引。
public int indexOf(int ch,int fromIndex): 返回指定字符在此字符串中从指定位置后第一次出现处的索引。
public int indexOf(String str,int fromIndex): 返回指定字符串在此字符串中从指定位置后第一次出现处的索引。
public String substring(int start): 从指定位置开始截取字符串,默认到末尾。
public String substring(int start,int end): 从指定位置开始到指定位置结束截取字符串。
public String replace(char old,char new) 将指定字符进行替换
public String replace(String old,String new) 将指定字符串进行替换
public String trim() 去除两端空格
注意:“String对象一旦被创建就是固定不变的了，对String对象的任何改变都不影响到原对象，相关的任何change操作都会生成新的对象”。

5).String深度理解

例1:

/**
 * 采用字面值的方式赋值
 */
public void test1(){
    String str1="aaa";
    String str2="aaa";
    System.out.println("===========test1============");
    System.out.println(str1==str2);//true 可以看出str1跟str2是指向同一个对象 
}

分析：当执行String str1="aaa"时，JVM首先会去字符串池中查找是否存在"aaa"这个对象，如果不存在，则在字符串池中创建"aaa"这个对象，然后将池中"aaa"这个对象的引用地址返回给字符串常量str1，这样str1会指向池中"aaa"这个字符串对象；如果存在，则不创建任何对象，直接将池中"aaa"这个对象的地址返回，赋给字符串常量。当创建字符串对象str2时，字符串池中已经存在"aaa"这个对象，直接把对象"aaa"的引用地址返回给str2，这样str2指向了池中"aaa"这个对象，也就是说str1和str2指向了同一个对象，因此语句System.out.println(str1 == str2)输出：true。

例2:

/**
 * 采用new关键字新建一个字符串对象
 */
public void test2(){
    String str3=new String("aaa");
    String str4=new String("aaa");
    System.out.println("===========test2============");
    System.out.println(str3==str4);//false 可以看出用new的方式是生成不同的对象 
}

分析：采用new关键字新建一个字符串对象时，JVM首先在字符串池中查找有没有"aaa"这个字符串对象，如果有，则不在池中再去创建"aaa"这个对象了，直接在堆中创建一个"aaa"字符串对象，然后将堆中的这个"aaa"对象的地址返回赋给引用str3，这样，str3就指向了堆中创建的这个"aaa"字符串对象；如果没有，则首先在字符串池中创建一个"aaa"字符串对象，然后再在堆中创建一个"aaa"字符串对象，然后将堆中这个"aaa"字符串对象的地址返回赋给str3引用，这样，str3指向了堆中创建的这个"aaa"字符串对象。当执行String str4=new String(“aaa”)时，因为采用new关键字创建对象时，每次new出来的都是一个新的对象，也即是说引用str3和str4指向的是两个不同的对象，因此语句System.out.println(str3 == str4)输出：false。

例3:

/**
 * 编译期确定
 */
public void test3(){
    String s0="helloworld";
    String s1="helloworld";
    String s2="hello"+"world";
    System.out.println("===========test3============");
    System.out.println(s0==s1); //true 可以看出s0跟s1是指向同一个对象 
    System.out.println(s0==s2); //true 可以看出s0跟s2是指向同一个对象 
}

分析：因为例子中的s0和s1中的"helloworld”都是字符串常量，它们在编译期就被确定了，所以s0s1为true；而"hello”和"world”也都是字符串常量，当一个字符串由多个字符串常量连接而成时，它自己肯定也是字符串常量，所以s2也同样在编译期就被解析为一个字符串常量，所以s2也是常量池中"helloworld”的一个引用。所以我们得出s0s1==s2。

例4:

/**
 * 编译期无法确定
 */
public void test4(){
    String s0="helloworld"; 
    String s1=new String("helloworld"); 
    String s2="hello" + new String("world"); 
    System.out.println("===========test4============");
    System.out.println( s0==s1 ); //false  
    System.out.println( s0==s2 ); //false 
    System.out.println( s1==s2 ); //false
}

分析：用new String() 创建的字符串不是常量，不能在编译期就确定，所以new String() 创建的字符串不放入常量池中，它们有自己的地址空间。s0还是常量池中"helloworld”的引用，s1因为无法在编译期确定，所以是运行时创建的新对象"helloworld”的引用，s2因为有后半部分new String(”world”)所以也无法在编译期确定，所以也是一个新创建对象"helloworld”的引用。

例5:

/**
 * 继续-编译期无法确定
 */
public void test5(){
    String str1="abc";   
    String str2="def";   
    String str3=str1+str2;
    System.out.println("===========test5============");
    System.out.println(str3=="abcdef"); //false
}

分析：因为str3指向堆中的"abcdef"对象，而"abcdef"是字符串池中的对象，所以结果为false。JVM对String str=“abc"对象放在常量池中是在编译时做的，而String str3=str1+str2是在运行时刻才能知道的。new对象也是在运行时才做的。而这段代码总共创建了5个对象，字符串池中两个、堆中三个。+运算符会在堆中建立来两个String对象，这两个对象的值分别是"abc"和"def”，也就是说从字符串池中复制这两个值，然后在堆中创建两个对象，然后再建立对象str3,然后将"abcdef"的堆地址赋给str3。

例6:

/**
 * 编译期优化
 */
public void test6(){
    String s0 = "a1"; 
    String s1 = "a" + 1; 
    System.out.println("===========test6============");
    System.out.println((s0 == s1)); //result = true  
    String s2 = "atrue"; 
    String s3= "a" + "true"; 
    System.out.println((s2 == s3)); //result = true  
    String s4 = "a3.4"; 
    String s5 = "a" + 3.4; 
    System.out.println((s4 == s5)); //result = true
}

分析：在程序编译期，JVM就将常量字符串的"+“连接优化为连接后的值，拿"a” + 1来说，经编译器优化后在class中就已经是a1。在编译期其字符串常量的值就确定下来，故上面程序最终的结果都为true。

例7:

/**
 * 编译期无法确定
 */
public void test7(){
    String s0 = "ab"; 
    String s1 = "b"; 
    String s2 = "a" + s1; 
    System.out.println("===========test7============");
    System.out.println((s0 == s2)); //result = false
}

分析：JVM对于字符串引用，由于在字符串的"+“连接中，有字符串引用存在，而引用的值在程序编译期是无法确定的，即"a” + s1无法被编译器优化，只有在程序运行期来动态分配并将连接后的新地址赋给s2。所以上面程序的结果也就为false。

例8:

/**
 * 比较字符串常量的"+"和字符串引用的"+"的区别
 */
public void test8(){
    String test="javalanguagespecification";
    String str="java";
    String str1="language";
    String str2="specification";
    System.out.println("===========test8============");
    System.out.println(test == "java" + "language" + "specification");//true
    System.out.println(test == str + str1 + str2);//false
}

分析：为什么出现上面的结果呢？这是因为，字符串字面量拼接操作是在Java编译器编译期间就执行了，也就是说编译器编译时，直接把"java"、“language"和"specification"这三个字面量进行”+“操作得到一个"javalanguagespecification” 常量，并且直接将这个常量放入字符串池中，这样做实际上是一种优化，将3个字面量合成一个，避免了创建多余的字符串对象。而字符串引用的"+“运算是在Java运行期间执行的，即str + str2 + str3在程序执行期间才会进行计算，它会在堆内存中重新创建一个拼接后的字符串对象。总结来说就是：字面量”+“拼接是在编译期间进行的，拼接后的字符串存放在字符串池中；而字符串引用的”+“拼接运算实在运行时进行的，新创建的字符串存放在堆中。对于直接相加字符串，效率很高，因为在编译器便确定了它的值，也就是说形如"I”+“love”+“java”; 的字符串相加，在编译期间便被优化成了"Ilovejava"。对于间接相加（即包含字符串引用），形如s1+s2+s3; 效率要比直接相加低，因为在编译器不会对引用变量进行优化。

案例1:记录一个字符在字符串中出现的次数

//输入一个字符串，并再输入一个字符，输出该字符出现的次数
public static void main(String[] args) {
        Scanner s=new Scanner(System.in);
        System.out.println("输入1：");
        String str1=s.nextLine();
        System.out.println("输入2：");
        char str2=s.nextLine().charAt(0);
        char[] chars = str1.toCharArray();
        int count=0;
        for(char c:chars){
            if(c==str2){
                count++;
            }
        }
        System.out.println("字符"+str2+"出现了"+count+"次");
｝

案例2:记录一个子串在整串中出现的次数

//输入一个字符串，并再输入一个字符串，输出该字符串出现的次数
public static void main(String[] args) {
 	Scanner s=new Scanner(System.in);
 	System.out.println("输入1：");
 	String str1=s.nextLine();
 	System.out.println("输入2：");
 	String str2=s.nextLine();
 	int count =0;
	find(str1,str2,count);
｝
public static void find(String str1,String str2,int count){
        int index=str1.indexOf(str2);
        if(index>=0){
            count++;
            //如果能在总字符串里找到子字符串
            //就进行截取字符串,从查到索引位置起数子字符串长度个开始截取，到最后结束
            String news = str1.substring(index + str2.length(), str1.length());
            find(news,str2,count);
        }else {
            System.out.println(count);
        }

    }

2.StringBuffer类

1).StringBuffer类概述

StringBuffer是线程安全的可变字符序列.我们如果对字符串进行拼接操作，每次拼接，都会构建一个新的String对象，既耗时，又浪费空间。而StringBuffer就可以解决这个问题.

2).StringBuffer构造方法

public StringBuffer(): 无参构造方法,构建一个不带字符的字符串缓冲区,大小为16个字符
public StringBuffer(int capacity): 指定容量的字符串缓冲区对象
public StringBuffer(String str): 指定字符串内容的字符串缓冲区对象

3).StringBuffer常用方法

public int capacity()：返回当前容量的理论值
public int length(): 返回长度（字符数）。实际值
public StringBuffer append(String str): 可以把任意类型数据添加到字符串缓冲区里面,并返回字符串缓冲区本身
public StringBuffer insert(int offset,String str): 在指定位置把任意类型的数据插入到字符串缓冲区里面,并返回字符串缓冲区本身
public StringBuffer deleteCharAt(int index): 删除指定位置的字符并返回本身
public StringBuffer delete(int start,int end): 删除从指定位置开始指定位置结束的内容，并返回本身
public StringBuffer replace(int start,int end,String str): 从start开始到end用str替换
public StringBuffer reverse(): 字符串反转
public String substring(int start): 从指定位置截取到末尾(返回值类型不再是StringBuffer本身)
public String substring(int start,int end): 截取从指定位置开始到结束位置，包括开始位置，不包括结束位置(返回值类型不再是StringBuffer本身)

4).String和StringBuffer互相转化

A::String --> StringBuffer
a:通过构造方法
b:通过append()方法
B:StringBuffer – > String
a: 使用substring方法
b:通过构造方法
c:通过toString()方法

3.StringBuilder

与StringBuffer操作一致,效率更快,但是线程不安全,

4.包装类

1).什么是包装类?

Java是一个面向对象的编程语言，但是Java中的八种基本数据类型却是不面向对象的，为了使用方便和解决这个不足，在设计类时为每个基本数据类型设计了一个对应的类进行代表，这样八种基本数据类型对应的类统称为包装类(Wrapper Class)，包装类均位于java.lang包。

2).基本数据的包装类

在这里插入图片描述

3).包装类的实际使用

①基本数据和包装类的转换

        int n=5;
        Integer n1=new Integer(n);
        System.out.println("int类型转换为integer类："+n1);
        Integer i=new Integer(50);
        int i1 = i.intValue();
        System.out.println("integer类转换为int类型："+i1);

②数值字符串和整型互转

         //parseInt方法： 数字字符串类型转成int类型
        String ss="123";
        int ii = Integer.parseInt(ss);
        System.out.println("字符类型转成整型："+ii);
        //toString方法：int类型转成数字字符串类型
        int ii2=123;
        String ss2 = Integer.toString(ii2);
        System.out.println("int类型转成数字字符串类型:"+ss);

4).拆箱与装箱

基本数据类型和对应的包装类可以相互转换，由基本数据类型向包装类转换称为装箱，反之为拆箱！

5.Date类与Calendar类

1).Date类

使用Date类的无参数构造方法创建的对象可以获取本地当前时间。
Date date=new Date();
时间戳: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)起至现在的总毫秒数。
获取时间戳:
date.getTime()；
System.currentTimeMillis()；
SimpleDateFormat(格式化日期)：日期和时间格式由日期和时间模式字符串指定。在日期和时间模式字符串中，未加引号的字母 ‘A’ 到 ‘Z’ 和 ‘a’ 到 ‘z’ 被解释为模式字母，用来表示日期或时间字符串元素。
也就是说,这些A——Z，a——z这些字母(不被单引号包围的)会被特殊处理替换为对应的日期时间，其他的字符串还是原样输出。
日期和时间模式:
yyyy：年
MM：月
dd：日
hh：1~12小时制(1-12)
HH：24小时制(0-23)
mm：分
ss：秒
S：毫秒
E：星期几
D：一年中的第几天
a：上下午标识
日期类转字符串:

Date ss = new Date();
System.out.println("一般日期输出：" + ss);
System.out.println("时间戳：" + ss.getTime());
SimpleDateFormat  format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");//将目标格式传入构造方法
String time = format.format(ss.getTime());

字符串转日期类:

String s = "2019-03-15";
SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
Date date = format.parse(s);

2).Calendar类

在实际项目当中，我们经常会涉及到对时间的处理，例如登陆网站，我们会看到网站首页显示XXX，欢迎您！今天是XXXX年。。。。某些网站会记录下用户登陆的时间，比如银行的一些网站，仅需要获取当前时间的某部分，比如年份月份邓，
对于这些经常需要处理的问题，Java中提供了Calendar这个专门用于对日期进行操作的类（Date类在jdk1.1中也行，但后来都被淘汰掉了）。
首先我们来看Calendar的声明:
public abstract class Calendar extends Object implements Serializable, Cloneable, Comparable
该类被abstract所修饰，说明不能通过new的方式来获得实例，对此，Calendar提供了一个类方法getInstance，以获得此类型的一个通用的对象，getInstance方法返回一个Calendar对象（该对象为Calendar的子类对象），
其日历字段已由当前日期和时间初始化：
Calendar rightNow = Calendar.getInstance();
获取时间:

// 获取年 
 int year = calendar.get(Calendar.YEAR);
 // 获取月，这里需要需要月份的范围为0~11，因此获取月份的时候需要+1才是当前月份值 
 int month = calendar.get(Calendar.MONTH) + 1;
// 获取日 
 int day = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
// 获取时 
int hour = calendar.get(Calendar.HOUR); 
// int hour = calendar.get(Calendar.HOUR_OF_DAY);// 24小时表示
 // 获取分 
int minute = calendar.get(Calendar.MINUTE); 
// 获取秒 
int second = calendar.get(Calendar.SECOND);
设置时间:

// 时
calendar.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, 0);
// 分
calendar.set(Calendar.MINUTE, 0);
// 秒
calendar.set(Calendar.SECOND, 0);
// 毫秒
calendar.set(Calendar.MILLISECOND, 0);
Calendar和Data转化:

//Calendar转化为Data
Calendar calendar = Calendar.getInstance();//日历类的实例化 
calendar.set(year, month - 1, day);//设置日历时间，月份必须减一
Date date = calendar.getTime(); // 从一个 Calendar 对象中获取 Date 对象 


//Data转化为Calendar
Date date = new Date();//直接new对象，获取的是当前时间 
Calendar calendar = Calendar.getInstance(); 
calendar.setTime(date);

案例3:算算自己活了多少天

public static void main(String[] args) { 
		//算算自己活了多少天
        Date date=new Date();
        long now=date.getTime();//现在的时间戳
        Calendar c=Calendar.getInstance();
        c.set(2000,2,30);//设置出生时间
        Date date1=c.getTime();//获取出生时间戳
        long birth=date1.getTime();
        System.out.println((now-birth)/1000/60/60/24);
｝

案例4:求下个月的今天的倒数3天

 public static void main(String[] args) { 
		Calendar c=Calendar.getInstance();
        c.set(Calendar.MONTH,c.get(Calendar.MONTH)+1);
        c.set(Calendar.DAY_OF_MONTH,c.get(Calendar.DAY_OF_MONTH-3));
｝

6.Math类

Math 类包含用于执行基本数学运算的方法，如初等指数、对数、平方根和三角函数。

1).Math类中常用方法

Math类中所有方法都为静态方法.
Math.floor(): 向下取整
Math.round(): 四舍五入
Math.ceil(): 取不小于num的最小整数
Math.abs(): 取绝对值
Math.random(): 生成[0,1)之间的随机小数
Math.pow(a,b): a的b次方
Math.sqrt(num): num的平方根
Math.max(): 返回参数中的最大值
随机生成[a,b]中的随机整数：(int)(Math.random()*(b-a+1)+a);

2).Math类中的成员变量

Math类中所有成员变量都是静态成员变量.
Math.E: 自然对数的底数e
Math.PI: 圆周率π

案例5:猜数字游戏

//随机生成[1,100]一个数字，由键盘输入数字进行猜测，如果猜测小了则提示小了，猜测7次不中，提示笨蛋并程序结束
public static void main(String[] args) {
        int v = (int) (Math.random() * 100) + 1;
        int count = 0;
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        while (true) {
            System.out.println("请输入:");
            int a = sc.nextInt();
            if(a>v){
                System.out.println("大了");
            }else if(a<v){
                System.out.println("小了");
            }else{
                System.out.println("恭喜");
                break;
            }
            count++;
            if(count>=7){
                System.out.println("笨蛋");
                break;
            }
        }
｝

7.Scanner类

1).Scanner概述

用于获取用户的键盘输入.

2).Scanner常用方法

hasNextXxx(): 判断下一个是否是某种类型的元素,其中Xxx可以是Int,Double等。
public int nextInt(): 获取一个int类型的值
public String nextLine(): 获取一个String类型的值

import java.util.Scanner;
public class Demo01_Scanner {
public static void main(String[] args) {    
//2. 创建键盘录入数据的对象        
Scanner sc = new Scanner(System.in);        
      
//3. 接收数据        
System.out.println("请录入一个整数：");        
int i = sc.nextInt();        
       
//4. 输出数据        
System.out.println("i:"+i);        
}    
}

8.System类

1).概述

System 类中提供了大量的静态方法，可以获取与系统相关的信息或系统级操作。

2).常用方法

currentTimeMillis() ：返回以毫秒为单位的当前时间（时间戳）–获取当前系统时间与1970年01月01日00:00点之间的毫秒差值；

import java.util.Date;
public class SystemDemo {
    public static void main(String[] args) {
       //获取当前时间毫秒值 
       System.out.println(System.currentTimeMillis()); // 1516090531144
      //计算程序运行时间
       long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            System.out.println(i);
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("共耗时毫秒：" + (end ‐ start));
    }
 
}

arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length) ：将数组中指定的数据拷贝到另一个数组中
5个参数含义为：
在这里插入图片描述

import java.util.Arrays;
public class Demo11SystemArrayCopy {
    public static void main(String[] args) {
        int[] src = new int[]{1,2,3,4,5};
        int[] dest = new int[]{6,7,8,9,10};
        System.arraycopy( src, 0, dest, 0, 3);
        /*代码运行后：两个数组中的元素发生了变化
         src数组元素[1,2,3,4,5]
         dest数组元素[1,2,3,9,10]
        */
    }
}