Day20 Java常用类

Day20 Java常用类

一、String类

1、概念： 在Java中，String类是一个非常常用的类，用于表示字符串对象。String类提供了许多方法来操作和处理字符串。

2、String类常用方法：

  1. 获取字符串长度：
  • int length(): 返回字符串的长度。
  1. 获取指定位置的字符：
  • char charAt(int index): 返回指定索引位置的字符。
  1. 比较字符串：
  • boolean equals(Object obj): 比较字符串是否相等。
  • boolean equalsIgnoreCase(String anotherString): 忽略大小写比较字符串是否相等。
  • int compareTo(String anotherString): 按字典顺序比较字符串。
  1. 查找子字符串：
  • int indexOf(String str): 返回子字符串第一次出现的位置。
  • int lastIndexOf(String str): 返回子字符串最后一次出现的位置。
  • boolean contains(CharSequence s): 判断字符串是否包含指定的字符序列。
  1. 截取子字符串：
  • String substring(int beginIndex): 返回从指定索引开始到字符串末尾的子字符串。
  • String substring(int beginIndex, int endIndex): 返回从指定索引开始到指定索引结束的子字符串。
  1. 替换字符串：
  • String replace(char oldChar, char newChar): 替换字符串中的字符。
  • String replace(CharSequence target, CharSequence replacement): 替换字符串中的指定字符序列。
  1. 转换大小写：
  • String toLowerCase(): 将字符串转换为小写。
  • String toUpperCase(): 将字符串转换为大写。
  1. 去除空格：
  • String trim(): 去除字符串两端的空格。
  1. 拼接字符串：
  • String concat(String str): 将指定字符串连接到该字符串的末尾。
  1. 判断字符串是否为空：
  • boolean isEmpty(): 判断字符串是否为空。

二、StringBuffer类和StringBuilder类

1、StringBuffer概念：StringBuffer代表可变的字符序列。StringBuffer称为字符串缓冲区，它的工作原理是：预先申请一块内存，存放字符序列，如果字符序列满了，会重新改变缓存区的大小，以容纳更多的字符序列。StringBuffer是可变对象，这个是String最大的不同。

​ StringBuilder概念：StringBuilder与StringBuffer的用法完全一致，唯一的区别是StringBuffer是线程安全的，而StringBuilder不是线程安全的。所以StringBuilder的性能要比StringBuffer要好。单线程推荐使用StringBuilder，多线程使用StringBuffer。

2、 创建StringBuffer类对象：

​ StringBuffer可以理解为一个字符串容器，可以动态的改变容器中的内容。

​ StringBuffer类的常用构造方法：

​ StringBuffer()

​ 构造一个其中不带字符的字符串缓冲区，初始容量为 16 个字符

​ StringBuffer(String str)

​ 构造一个字符串缓冲区，并将其内容初始化为指定的字符串内容

3、StringBuffer类的常用方法：

  1. append(String str)：
  • 将指定的字符串追加到当前StringBuffer对象的末尾。
  1. insert(int offset, String str)：
  • 在指定位置插入指定的字符串。
  1. delete(int start, int end)：
  • 删除从指定位置开始到结束位置之间的字符序列。
  1. replace(int start, int end, String str)：
  • 用指定的字符串替换从指定起始位置到结束位置之间的字符。
  1. substring(int start) / substring(int start, int end)：
  • 返回从指定位置开始到结束位置之间的子字符串。
  1. reverse()：
  • 反转当前StringBuffer对象中的字符序列。
  1. length()：
  • 返回当前StringBuffer对象的长度（字符数）。
  1. indexOf(String str) / lastIndexOf(String str)：
  • 返回指定字符串在StringBuffer对象中第一次/最后一次出现的位置。
  1. charAt(int index)：
  • 返回指定索引位置的字符。
  1. setCharAt(int index, char ch)：
  • 将指定索引位置的字符设置为指定的字符。
  1. substring(int start, int end)：
  • 返回从指定起始位置到结束位置之间的子字符串。
  1. toString()：
  • 将StringBuffer对象转换为一个普通的字符串。

思考： 为什么需要StringBuilder及StringBuffer类 ？

答：字符串的不变性：

一个String对象的长度是固定的，不能改变它的内容，或者是附加新的字符到String对象中。

您也许会使用+来串联字符串以达到附加新字符或字符串的目的，但+会产生一个新的String对象。

String s1 = “abc”;

String s2 = “abc”;

String s3 = s1+s2;

如果程序对这种附加字符串的需求很频繁，系统会频繁在内存中创建String对象，造成性能下降。所以并不建议使用+来进行频繁的字符串串联。应该使用java.lang.StringBuffer类。

三、正则表达式

1、概念： 正则表达式是一种强大的文本匹配工具，用于在字符串中搜索和匹配特定模式的文本。在Java中，正则表达式通常通过java.util.regex包来使用。

2、理解：用来描述或者匹配一系列符合某个语句规则的字符串

3、用法：

  1. .：匹配除换行符以外的任意字符。
  2. ^：匹配字符串的开始。
  3. $：匹配字符串的结束。
  4. \*：匹配前面的元素零次或多次。
  5. +：匹配前面的元素一次或多次。
  6. ?：匹配前面的元素零次或一次。
  7. \d：匹配数字字符。
  8. \w：匹配字母、数字或下划线字符。
  9. \s：匹配空白字符。
  10. [ ]：匹配括号内的任意一个字符。
  11. [^ ]：匹配不在括号内的任意一个字符。
  12. {n}：匹配前面的元素恰好n次。
  13. {n,}：匹配前面的元素至少n次。
  14. {n,m}：匹配前面的元素至少n次，最多m次。

四、日期时间类

在Java中，有多种用于处理日期和时间的类，其中一些主要的类包括：

  1. java.util.Date：
    • Date类用于表示特定的时间点，但它在Java 8及以后被标记为过时，不推荐在新代码中使用。
  2. java.util.Calendar：
    • Calendar类是一个抽象类，用于对日期和时间进行操作，但使用起来比较繁琐。
  3. java.util.GregorianCalendar：
    • GregorianCalendar类是Calendar类的具体实现，提供了处理日期和时间的方法。
  4. java.time.LocalDate：
    • LocalDate类表示一个不带时区的日期，可以用于处理年、月、日信息。
  5. java.time.LocalTime：
    • LocalTime类表示一个不带时区的时间，可以用于处理时、分、秒信息。
  6. java.time.LocalDateTime：
    • LocalDateTime类表示一个不带时区的日期和时间。
  7. java.time.ZonedDateTime：
    • ZonedDateTime类表示带时区的日期和时间。
  8. java.time.format.DateTimeFormatter：
    • DateTimeFormatter类用于日期时间的格式化和解析。
  9. java.time.Duration 和 java.time.Period：
    • Duration类表示时间间隔，Period类表示日期间隔。

五、Math类

1、概念： 在Java中，java.lang.Math类提供了许多用于执行常见数学运算的静态方法

2、注意：Math 类提供了一序列基本数学运算和几何函数的方法。

​ Math类是类，并且它的所有成员变量和成员方法都是静态的。

3、用法：

  1. 数学函数：
  • abs(x)：返回参数的绝对值。
  • ceil(x)：返回大于或等于参数的最小整数。
  • floor(x)：返回小于或等于参数的最大整数。
  • round(x)：将参数四舍五入为最接近的整数。
  • max(x, y)：返回两个参数中的较大值。
  • min(x, y)：返回两个参数中的较小值。
  • sqrt(x)：返回参数的平方根。
  • cbrt(x)：返回参数的立方根。
  • pow(x, y)：返回x的y次幂。
  • exp(x)：返回自然对数的底e的x次幂。
  • log(x)：返回参数的自然对数（以e为底）。
  • log10(x)：返回参数的以10为底的对数。
  • sin(x)、cos(x)、tan(x)：三角函数，分别返回参数的正弦、余弦和正切值。
  • asin(x)、acos(x)、atan(x)：反三角函数，分别返回参数的反正弦、反余弦和反正切值。
  1. 常量：
  • Math.PI：表示圆周率π的常量。
  • Math.E：表示自然对数的底e的常量。

六、Random类

1、概念： 在Java中，java.util.Random类用于生成伪随机数

2、创建Random类对象：

​ 此类用于生成随机数：

​ Random(); 创建一个新的随机数生成器Random(long seed);种子数(重点理解工作原理，什么是伪随机数)

3、用法：

  1. 构造方法：
    • Random()：使用默认种子创建一个新的Random对象。
    • Random(long seed)：使用指定种子创建一个新的Random对象，相同种子会生成相同的随机数序列。
  2. 生成随机数：
    • nextInt()：返回一个随机的32位整数。
    • nextInt(int bound)：返回一个大于等于0且小于bound的随机整数。
    • nextLong()：返回一个随机的64位整数。
    • nextDouble()：返回一个大于等于0.0且小于1.0的随机双精度浮点数。
    • nextBoolean()：返回一个随机的布尔值。
  3. 设置种子：
    • setSeed(long seed)：重新设置随机数生成器的种子，可以影响生成的随机数序列。
  4. 生成随机字节流：
    • nextBytes(byte[] bytes)：生成随机字节并将其放入指定的字节数组中。

七、 System类

1、概念： 在Java中，java.lang.System类提供了访问系统相关信息和操作系统资源的静态方法。

2、注意：

Java程序的运行平台：

​ 1、 System类提供了一些静态属性和方法，允许通过类名直接调用。

​ 2、 System类提供了代表标准输入、标准输出、错误输出的类属性。

​ 3、 System类提供了一些静态方法用于访问环境变量、系统属性的方法。

3、常用方法及功能：

  1. 标准输入输出：
  • System.out：标准输出流，通常用于输出信息到控制台。
  • System.err：标准错误输出流，用于输出错误信息到控制台。
  • System.in：标准输入流，用于从控制台读取输入。
  1. 系统属性：
  • getProperty(String key)：获取指定系统属性的值。
  • setProperty(String key, String value)：设置指定系统属性的值。
  1. 环境变量：
  • getenv(String name)：获取指定环境变量的值。
  1. 数组复制：
  • arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length)：将一个数组的指定范围复制到另一个数组的指定位置。
  1. 退出程序：
  • exit(int status)：终止当前运行的Java虚拟机，参数为退出状态码。
  1. 垃圾回收：
  • gc()：运行垃圾回收器。
  1. 获取当前时间：
  • currentTimeMillis()：返回当前时间与1970年1月1日UTC之间的毫秒数差值，常用于性能测试和时间计算。
  1. 加载动态链接库：
  • loadLibrary(String libname)：加载指定名称的本机库。

八、 Runtime类

1、概念： 在Java中，java.lang.Runtime类允许应用程序与运行时环境进行交互，执行系统级操作，如执行外部进程、获取系统信息等 。

2、注意：Runtime代表Java程序的运行时环境，可以通过 getRuntime 方法获取当前运行时。

​ 应用程序不能自己创建Runtime对象，可以R通过Runtime的静态方法getRuntime()获得Runtime对象。

Runtime类可以访问jvm的相关信息，如处理器数量，内存信息等

3、用法：

  1. 获取Runtime对象：
  • Runtime.getRuntime()：返回当前应用程序的Runtime对象，用于与运行时环境交互。
  1. 执行外部进程：
  • exec(String command)：在单独的进程中执行指定的命令。
  • exec(String[] cmdarray)：在单独的进程中执行指定的命令和参数。
  • exec(String command, String[] envp, File dir)：在指定环境变量和工作目录下执行指定命令。
  1. 获取系统信息：
  • totalMemory()：返回JVM的总内存量。
  • freeMemory()：返回JVM的空闲内存量。
  • availableProcessors()：返回可用的处理器数量。
  • maxMemory()：返回JVM的最大内存量。
  1. 垃圾回收：
  • gc()：运行垃圾回收器。
  1. 关闭虚拟机：
  • exit(int status)：终止当前运行的Java虚拟机，参数为退出状态码。
  1. 加载动态链接库：
  • load(String filename)：加载指定名称的本机库。
  1. 执行Finalization：
  • runFinalization()：运行所有对象的finalize方法。

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