4.4java常用类

在 Java 中，System 和 Runtime 类都是 java.lang 包下非常重要的类，它们提供了与系统交互以及管理 Java 虚拟机（JVM）运行时环境的功能。

`System` 类

System 类包含了一些有用的类字段和方法，它不能被实例化，其所有的方法都是静态的。以下是 System 类的一些常用功能和方法。

1. 标准输入输出流

System.in：标准输入流，通常与键盘输入相关联，类型为 InputStream。
System.out：标准输出流，通常与控制台输出相关联，类型为 PrintStream。
System.err：标准错误输出流，用于输出错误信息，同样是 PrintStream 类型。

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;public class SystemIOExample {public static void main(String[] args) {try {BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));System.out.println("请输入一些内容:");String input = reader.readLine();System.out.println("你输入的内容是: " + input);} catch (IOException e) {System.err.println("读取输入时发生错误: " + e.getMessage());}}
}

2. 系统属性

System.getProperty(String key)：用于获取指定键的系统属性值。
System.setProperty(String key, String value)：用于设置指定键的系统属性值。

public class SystemPropertiesExample {public static void main(String[] args) {// 获取系统属性String osName = System.getProperty("os.name");System.out.println("操作系统名称: " + osName);// 设置系统属性System.setProperty("my.property", "my value");String myProperty = System.getProperty("my.property");System.out.println("自定义属性值: " + myProperty);}
}

3. 时间相关

System.currentTimeMillis()：返回当前时间（以毫秒为单位），通常用于计算代码执行时间。
System.nanoTime()：返回当前时间的纳秒数，提供更高精度的时间测量。

public class SystemTimeExample {public static void main(String[] args) {long startTime = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < 1000000; i++) {// 模拟一些操作}long endTime = System.currentTimeMillis();System.out.println("代码执行时间: " + (endTime - startTime) + " 毫秒");}
}

4. 数组复制

System.arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length)：用于将一个数组的指定部分复制到另一个数组中。

public class SystemArrayCopyExample {public static void main(String[] args) {int[] source = {1, 2, 3, 4, 5};int[] destination = new int[5];System.arraycopy(source, 0, destination, 0, 5);for (int num : destination) {System.out.print(num + " ");}}
}

5. 退出 JVM

System.exit(int status)：用于终止当前正在运行的 Java 虚拟机，参数 status 为退出状态码，0 表示正常退出，非零值表示异常退出。

public class SystemExitExample {public static void main(String[] args) {System.out.println("程序开始执行");System.exit(0);System.out.println("这行代码不会被执行");}
}

`Runtime` 类

Runtime 类表示 Java 应用程序的运行时环境，每个 Java 应用程序都有一个单一的 Runtime 实例，通过 Runtime.getRuntime() 方法可以获取该实例。

1. 执行外部命令

Runtime.getRuntime().exec(String command)：用于在 Java 程序中执行外部命令。

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;public class RuntimeExecExample {public static void main(String[] args) {try {// 在 Windows 系统上执行 dir 命令，在 Linux 或 macOS 上执行 ls 命令String os = System.getProperty("os.name").toLowerCase();String command;if (os.contains("win")) {command = "cmd /c dir";} else {command = "ls";}Process process = Runtime.getRuntime().exec(command);BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));String line;while ((line = reader.readLine()) != null) {System.out.println(line);}process.waitFor();} catch (IOException | InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}
}

2. 内存管理

Runtime.getRuntime().totalMemory()：返回 Java 虚拟机中的内存总量。
Runtime.getRuntime().freeMemory()：返回 Java 虚拟机中的空闲内存量。
Runtime.getRuntime().maxMemory()：返回 Java 虚拟机试图使用的最大内存量。

public class RuntimeMemoryExample {public static void main(String[] args) {Runtime runtime = Runtime.getRuntime();System.out.println("总内存: " + runtime.totalMemory() + " 字节");System.out.println("空闲内存: " + runtime.freeMemory() + " 字节");System.out.println("最大内存: " + runtime.maxMemory() + " 字节");}
}

3. 关闭钩子

Runtime.getRuntime().addShutdownHook(Thread hook)：用于注册一个关闭钩子，当 JVM 正常关闭时，会执行该钩子线程。

public class RuntimeShutdownHookExample {public static void main(String[] args) {Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> {System.out.println("JVM 即将关闭，执行清理操作...");}));System.out.println("程序正在运行...");System.exit(0);}
}

综上所述，System 类主要提供了与系统相关的一些静态方法和属性，而 Runtime 类则提供了与 Java 虚拟机运行时环境交互的功能。

`BigDecimal`

在 Java 中，BigDecimal 类位于 java.math 包下，用于进行高精度的十进制数运算。基本数据类型（如 float 和 double）在进行小数运算时会存在精度丢失的问题，而 BigDecimal 可以避免这种情况，适合用于需要精确计算的场景，如金融领域。

构造方法

BigDecimal 提供了多种构造方法，常用的有：

BigDecimal(String val)：通过字符串来创建 BigDecimal 对象，这是推荐的方式，因为它能精确表示传入的数值。
BigDecimal(double val)：通过 double 类型的值来创建对象，但可能会出现精度问题，因为 double 本身就存在精度误差。
BigDecimal(int val)：通过 int 类型的值来创建对象。
BigDecimal(long val)：通过 long 类型的值来创建对象。

import java.math.BigDecimal;public class BigDecimalConstructorExample {public static void main(String[] args) {// 使用字符串创建 BigDecimal 对象BigDecimal bd1 = new BigDecimal("0.1");System.out.println("通过字符串创建: " + bd1);// 使用 double 创建 BigDecimal 对象BigDecimal bd2 = new BigDecimal(0.1);System.out.println("通过 double 创建: " + bd2);// 使用 int 创建 BigDecimal 对象BigDecimal bd3 = new BigDecimal(10);System.out.println("通过 int 创建: " + bd3);}
}

常用方法

1. 基本运算方法

add(BigDecimal augend)：加法运算，返回两个 BigDecimal 对象相加的结果。
subtract(BigDecimal subtrahend)：减法运算，返回两个 BigDecimal 对象相减的结果。
multiply(BigDecimal multiplicand)：乘法运算，返回两个 BigDecimal 对象相乘的结果。
divide(BigDecimal divisor, int scale, RoundingMode roundingMode)：除法运算，scale 表示保留的小数位数，roundingMode 表示舍入模式。

import java.math.BigDecimal;
import java.math.RoundingMode;public class BigDecimalArithmeticExample {public static void main(String[] args) {BigDecimal num1 = new BigDecimal("10.5");BigDecimal num2 = new BigDecimal("2.5");// 加法BigDecimal sum = num1.add(num2);System.out.println("加法结果: " + sum);// 减法BigDecimal difference = num1.subtract(num2);System.out.println("减法结果: " + difference);// 乘法BigDecimal product = num1.multiply(num2);System.out.println("乘法结果: " + product);// 除法BigDecimal quotient = num1.divide(num2, 2, RoundingMode.HALF_UP);System.out.println("除法结果: " + quotient);}
}

2. 比较方法

compareTo(BigDecimal val)：比较两个 BigDecimal 对象的大小，返回值为 -1（小于）、0（等于）或 1（大于）。

import java.math.BigDecimal;public class BigDecimalCompareExample {public static void main(String[] args) {BigDecimal num1 = new BigDecimal("10");BigDecimal num2 = new BigDecimal("20");int result = num1.compareTo(num2);if (result < 0) {System.out.println(num1 + " 小于 " + num2);} else if (result == 0) {System.out.println(num1 + " 等于 " + num2);} else {System.out.println(num1 + " 大于 " + num2);}}
}

3. 舍入模式

在进行除法运算或设置小数位数时，需要指定舍入模式，RoundingMode 枚举类提供了多种舍入模式，常用的有：

RoundingMode.HALF_UP：四舍五入，当舍弃部分的最高位大于等于 5 时进位。
RoundingMode.DOWN：直接舍弃后面的数字，不进行进位。
RoundingMode.UP：只要舍弃部分不为 0，就进位。

import java.math.BigDecimal;
import java.math.RoundingMode;public class BigDecimalRoundingExample {public static void main(String[] args) {BigDecimal num = new BigDecimal("3.14159");// 四舍五入保留两位小数BigDecimal roundedHalfUp = num.setScale(2, RoundingMode.HALF_UP);System.out.println("四舍五入结果: " + roundedHalfUp);// 直接舍弃保留两位小数BigDecimal roundedDown = num.setScale(2, RoundingMode.DOWN);System.out.println("直接舍弃结果: " + roundedDown);// 进位保留两位小数BigDecimal roundedUp = num.setScale(2, RoundingMode.UP);System.out.println("进位结果: " + roundedUp);}
}

构造方法选择：尽量使用 BigDecimal(String val) 构造方法，避免使用 BigDecimal(double val) 以防止精度丢失。
异常处理：在进行除法运算时，如果除不尽且未指定舍入模式，会抛出 ArithmeticException 异常，因此需要指定合适的舍入模式和小数位数。

BigDecimal 类为高精度的十进制数运算提供了强大的支持，在需要精确计算的场景中发挥着重要作用。