JavaSE-常用API

目录

第一章：API概述

什么是API？

​ API(Application Programming Interface)，应用程序编程接口。Java API是一本程序员的 字典 ，是JDK中提供给

我们使用的类的说明文档。这些类将底层的代码实现封装了起来，我们不需要关心这些类是如何实现的，只需要学

习这些类如何使用即可。所以我们可以通过查询API的方式，来学习Java提供的类，并得知如何使用它们。

API使用步骤

1. 打开帮助文档。
2. 点击显示，找到索引，看到输入框。
3. 你要找谁？在输入框里输入，然后回车。
4. 看包。java.lang下的类不需要导包，其他需要。
5. 看类的解释和说明。
6. 学习构造方法。
7. 使用成员方法

第二章：Scanner类

Scanner类介绍

一个可以解析基本类型和字符串的简单文本扫描器

使用步骤

• 导包：import java.util.Scanner;

• 构造函数：public Scanner(InputStream source)

• 常用方法：

  1. public String next() 查找并返回来自此扫描器的下一个完整标记
  2. public int nextInt()将输入信息的下一个标记扫描为一个 int

• 代码

    public static void main(String[] args) {
      System.out.println("请输入您的姓名：");
      String name = new Scanner(System.in).next();
      System.out.println("请输入您的年龄：");
      int age = new Scanner(System.in).nextInt();
      System.out.println("您的姓名：" + name);
      System.out.println("您的年龄：" + age);
    }

第三章：Random类

Random类介绍

此类的实例用于生成伪随机数流。

Random类使用步骤

• 导包：import java.util.Random;

• 构造方法：public Random()

• 常用方法：

  1. public int nextInt(int n)返回一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、在 0（包括）和指定值（不包括）之间均匀分布的 int 值

• 代码：

    public static void main(String[] args) {
      Random random = new Random();
      // 获取 0-1之间的随机数
      double num1 = random.nextDouble();
      System.out.println(num1);
      // 获取 0-3之间的随机整数数
      int num2 = random.nextInt(4);
      System.out.println(num2);
      // 获取 1-3之间的随机整数
      int num3 = random.nextInt(3) + 1;
      System.out.println( num3 );
    }

第四章：ArrayList类

ArrayList介绍

java.util.ArrayList 是大小可变的数组的实现，存储在内的数据称为元素。此类提供一些方法来操作内部存储

的元素。 ArrayList 中可不断添加元素，其大小也自动增长。

ArrayList的使用步骤

• 导包：java.util.ArrayList <E>

• 构造方法：public ArrayList()

• 常用方法：

  1. public boolean add(E e)：将指定的元素添加到此集合的尾部。
  2. public E remove(int index)：移除此集合中指定位置上的元素。返回被删除的元素。
  3. public E get(int index)：返回此集合中指定位置上的元素。返回获取的元素。
  4. public int size()：返回此集合中的元素数。遍历集合时，可以控制索引范围，防止越界。

• 代码：

    public static void main(String[] args) {
      ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
      // add
      list.add("张三");
      list.add("李四");
      list.add("王五");
      // remove
      list.remove(1);
      // size 和 get
      for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
        System.out.println(list.get(i));
      }
      // contains
      System.out.println(list.contains("李四"));
    }

第五章：String类

概述

java.lang.String类代表字符串。

Java程序中所有的字符串文字（例如 "abc" ）都可以被看作是实现此类的实例。

类 String 中包括用于检查各个字符串的方法，比如用于比较字符串，搜索字符串，提取子字符串以及创建具有翻 译为大写或小写的所有字符的字符串的副本。

特点

1. 字符串不变：字符串的值在创建后不能被更改。

   String s1 = "abc";
   s1 += "d";
   System.out.println(s1); // "abcd"
   // 内存中有"abc"，"abcd"两个对象，s1从指向"abc"，改变指向，指向了"abcd"。

2. 因为String对象是不可变的，所以它们可以被共享。

   String s1 = "abc";
   String s2 = "abc";
   // 内存中只有一个"abc"对象被创建，同时被s1和s2共享。

3. "abc" 等效于 char[] data={ 'a' , 'b' , 'c' } 。

例如：
String str = "abc";
相当于：
char data[] = {'a', 'b', 'c'};
String str = new String(data);
// String底层是靠字符数组实现的。

导包和构造方法

• 导包：import.lang.String

• 构造方法：

  1. public String()：初始化新创建的 String对象，以使其表示空字符序列。
  2. public String(char[] value) ：通过当前参数中的字符数组来构造新的String。
  3. public String(byte[] bytes) ：通过使用平台的默认字符集解码当前参数中的字节数组来构造新的 String。

• 代码：

  // 无参构造
  String str = new String（）；
  // 通过字符数组构造
  char chars[] = {'a', 'b', 'c'};
  String str2 = new String(chars);
  // 通过字节数组构造
  byte bytes[] = { 97, 98, 99 };
  String str3 = new String(bytes);
  // 常用方式
  String str4 = "字符串";

判断功能的方法

• 方法：

  1. public boolean equals (Object anObject) ：将此字符串与指定对象进行比较。
  2. public boolean equalsIgnoreCase (String anotherString) ：将此字符串与指定对象进行比较，忽略大小 写。

• 代码：

    public static void main(String[] args) {
      String str1 = "hello";
      String str2 = "Hello";
      System.out.println(str1.equals(str2));  // false
      System.out.println(str1.equalsIgnoreCase(str2)); // true
    }

获取功能的方法

• 方法：

  1. public int length () ：返回此字符串的长度。
  2. public String concat (String str) ：将指定的字符串连接到该字符串的末尾。
  3. public char charAt (int index) ：返回指定索引处的 char值。
  4. public int indexOf (String str) ：返回指定子字符串第一次出现在该字符串内的索引。
  5. public String substring (int beginIndex) ：返回一个子字符串，从beginIndex开始截取字符串到字符 串结尾。
  6. public String substring (int beginIndex, int endIndex) ：返回一个子字符串，从beginIndex到 endIndex截取字符串。含beginIndex，不含endIndex
  7. 7. public boolean contains(CharSequence s) 检测指定的子字符串是否存在。

• 代码：

  public static void main(String[] args) {
      String str1 = "abc";
      String str2 = "defg";
      //1. `public int length ()` ：返回此字符串的长度。
      System.out.println(str1.length());// 3
      //2. `public String concat (String str)` ：将指定的字符串连接到该字符串的末尾。
      System.out.println(str1.concat(str2)); // abcdefg
      //3. `public char charAt (int index)` ：返回指定索引处的 char值。
      System.out.println(str1.charAt(1)); // b
      //4. `public int indexOf (String str)` ：返回指定子字符串第一次出现在该字符串内的索引。
      System.out.println(str1.indexOf("b")); // 1
      System.out.println(str1.indexOf("j")); // -1 不存在
      //5. `public String substring (int beginIndex)` ：返回一个子字符串，从beginIndex开始截取字符串到字符 串结尾。
      System.out.println(str1.substring(1)); // bc
      //6. `public String substring (int beginIndex, int endIndex)` ：返回一个子字符串，从beginIndex到 endIndex截取字符串。含beginIndex，不含endIndex
      System.out.println(str2.substring(1,3)); // ef
      // 7. public boolean contains(CharSequence s) 检测指定的子字符串是否存在
      System.out.println(str2.contains("ef"));  // true
      System.out.println(str2.contains("efgh"));  // false
    }

转换功能的方法

• 方法：

  1. public char[] toCharArray () ：将此字符串转换为新的字符数组。
  2. public byte[] getBytes ()：使用平台的默认字符集将该 String编码转换为新的字节数组。
  3. public String replace (CharSequence target, CharSequence replacement) ：将与target匹配的字符串使 用replacement字符串替换。

• 代码：

    public static void main(String[] args) {
      String str1 = "abac";
      // 1. `public char[] toCharArray ()` ：将此字符串转换为新的字符数组。
      char[]cs = str1.toCharArray();
      // 2. `public byte[] getBytes () `：使用平台的默认字符集将该 String编码转换为新的字节数组。
      byte[]bs = str1.getBytes();
      // 3. `public String replace (CharSequence target, CharSequence replacement`) ：将与target匹配的字符串使 用replacement字符串替换。
      System.out.println(str1.replace("a","A")); // AbAc
    }

分割功能方法

• 方法：

  1. public String[] split(String regex) ：将此字符串按照给定的regex（规则）拆分为字符串数组。

• 代码：

    public static void main(String[] args) {
      //`public String[] split(String regex)` ：将此字符串按照给定的regex（规则）拆分为字符串数组。
      //创建字符串对象
      String s = "aa-bb-cc";
      String[] strArray = s.split("-"); // ["aa","bb","cc"]
      for(int x = 0; x < strArray.length; x++) {
        System.out.println(strArray[x]); // aa bb cc
      }
  
    }

第六章：Arrays类

概述

java.util.Arrays 此类包含用来操作数组的各种方法，比如排序和搜索等。其所有方法均为静态方法，调用起来 非常简单。

常用方法

• 方法：

  1. public static String toString(int[] a)：返回指定数组内容的字符串表示形式。
  2. public static void sort(int[] a) ：对指定的 int 型数组按数字升序进行排序。

• 代码：

  public static void main(String[] args) {
      int[]nums = {100,400,200,300,600,500};
      // 1. `public static String toString(int[] a) `：返回指定数组内容的字符串表示形式。
      System.out.println(Arrays.toString(nums));  // [100, 400, 200, 300, 600, 500]
      // 2. `public static void sort(int[] a)` ：对指定的 int 型数组按数字升序进行排序。
      Arrays.sort(nums);
      System.out.println(Arrays.toString(nums));  // [100, 200, 300, 400, 500, 600]
  }

第七章：Math类

概述

​ java.lang.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。类似这样的工具 类，其所有方法均为静态方法，并且不会创建对象，调用起来非常简单。

方法

• 方法：

  1. public static double abs(double a) ：返回 double 值的绝对值。
  2. public static double ceil(double a)返回大于等于参数的最小的整数。

• 代码：

    public static void main(String[] args) {
      System.out.println(Math.abs(-100));   // 100
      System.out.println(Math.ceil(10.1));  // 11.0
      System.out.println(Math.floor(10.1));  // 10.0
    }

第八章：Object类

概述

java.lang.Object类是Java语言中的根类，即所有类的父类。它中描述的所有方法子类都可以使用。在对象实例化的时候，最终找的父类就是Object。

如果一个类没有特别指定父类， 那么默认则继承自Object类

根据JDK源代码及Object类的API文档，Object类当中包含的方法有11个。今天我们主要学习其中的2个：

• public String toString()：返回该对象的字符串表示。
• public boolean equals(Object obj)：指示其他某个对象是否与此对象“相等”。

toString方法

• public String toString()：返回该对象的字符串表示。toString方法返回该对象的字符串表示，其实该字符串内容就是对象的类型+@+内存地址值。由于toString方法返回的结果是内存地址，而在开发中，经常需要按照对象的属性得到相应的字符串表现形式，因此也需要重写它。

• 覆盖方法：

  public class Person {
    private String name;
    private int age;
    private String gender;
  
    @Override
    public String toString() {
      return "Person{" +
              "name='" + name + '\'' +
              ", age=" + age +
              ", gender='" + gender + '\'' +
              '}';
    }
  }

equals方法

• public boolean equals(Object obj)：指示其他某个对象是否与此对象“相等”。调用成员方法equals并指定参数为另一个对象，则可以判断这两个对象是否是相同的。这里的“相同”有默认和自定义两种方式。

• 默认地址比较，如果没有覆盖重写equals方法，那么Object类中默认进行==运算符的对象地址比较，只要不是同一个对象，结果必然为false。

• 对象内容比较，如果希望进行对象的内容比较，即所有或指定的部分成员变量相同就判定两个对象相同，则可以覆盖重写equals方法。

  public class Person {
    private String name;
    private int age;
    private String gender;
  
    @Override
    public String toString() {
      return "Person{" +
              "name='" + name + '\'' +
              ", age=" + age +
              ", gender='" + gender + '\'' +
              '}';
    }
  
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
      if (this == o) return true;
      if (!(o instanceof Person)) return false;
      Person person = (Person) o;
      return age == person.age &&
              Objects.equals(name, person.name) &&
              Objects.equals(gender, person.gender);
    }
  
    @Override
    public int hashCode() {
      return Objects.hash(name, age, gender);
    }
  }
  

Objects类

在刚才IDEA自动重写equals代码中，使用到了java.util.Objects类，那么这个类是什么呢？

在JDK7添加了一个Objects工具类，它提供了一些方法来操作对象，它由一些静态的实用方法组成，这些方法是null-save（空指针安全的）或null-tolerant（容忍空指针的），用于计算对象的hashcode、返回对象的字符串表示形式、比较两个对象。

在比较两个对象的时候，Object的equals方法容易抛出空指针异常，而Objects类中的equals方法就优化了这个问题。方法如下：

• public static boolean equals(Object a, Object b):判断两个对象是否相等。

我们可以查看一下源码，学习一下：

public static boolean equals(Object a, Object b) {  
    return (a == b) || (a != null && a.equals(b));  
}

第九章：Date类

Date基本使用

java.util.Date类 表示特定的瞬间，精确到毫秒。

继续查阅Date类的描述，发现Date拥有多个构造函数，只是部分已经过时，但是其中有未过时的构造函数可以把毫秒值转成日期对象。

• public Date()：分配Date对象并初始化此对象，以表示分配它的时间（精确到毫秒）。
• public Date(long date)：分配Date对象并初始化此对象，以表示自从标准基准时间（称为“历元（epoch）”，即1970年1月1日00:00:00 GMT）以来的指定毫秒数。
• 常用方法：
  • public long getTime() 把日期对象转换成对应的时间毫秒值。

代码：

  public static void main(String[] args) {
    // 创建当前日期对象
    Date date = new Date();
    System.out.println(date);  // Sat Dec 07 17:29:13 CST 2019
    // 根据时间戳创建指定日期对象
    Date date2 = new Date(0);
    System.out.println(date2);  // Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970
    // 返回当前日期的时间戳
    System.out.println(date.getTime());  // 1575710983951

  }

DateFormat日期格式类

• 概述：java.text.DateFormat 是日期/时间格式化子类的抽象类，我们通过这个类可以帮我们完成日期和文本之间的转换,也就是可以在Date对象与String对象之间进行来回转换。

  • 格式化：按照指定的格式，从Date对象转换为String对象。
  • 解析：按照指定的格式，从String对象转换为Date对象。

• 构造方法：由于DateFormat为抽象类，不能直接使用，所以需要常用的子类java.text.SimpleDateFormat。这个类需要一个模式（格式）来指定格式化或解析的标准。构造方法为：

  • public SimpleDateFormat(String pattern)：用给定的模式和默认语言环境的日期格式符号构造SimpleDateFormat。参数pattern是一个字符串，代表日期时间的自定义格式。

• 格式规则常用的格式规则为：

  标识字母（区分大小写）	含义
  y	年
  M	月
  d	日
  h	时
  m	分
  s	秒

• 常用方法

  • public String format(Date date)：将Date对象格式化为字符串。
  • public Date parse(String source)：将字符串解析为Date对象。

• 代码：

    public static void main(String[] args) throws ParseException {
      // 创建当前日期对象
      Date date = new Date();
      // 创建格式化对象
      DateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");
      String dateStr = format.format(date);
      System.out.println(dateStr);   // 2019-12-07 05:37:53
      // 把格式化日期转换为日期对象
      Date date2 = format.parse("2100-12-12 12:12:12");
      System.out.println(date2);   // Sun Dec 12 00:12:12 CST 2100
    }

Calendar类

• 概述：java.util.Calendar是日历类，在Date后出现，替换掉了许多Date的方法。该类将所有可能用到的时间信息封装为静态成员变量，方便获取。日历类就是方便获取各个时间属性的。

• 获取Calendar对象：Calendar为抽象类，由于语言敏感性，Calendar类在创建对象时并非直接创建，而是通过静态方法创建，返回子类对象

  • public static Calendar getInstance()：使用默认时区和语言环境获得一个日历

• 常用方法：

  • public int get(int field)：返回给定日历字段的值。
  • public void set(int field, int value)：将给定的日历字段设置为给定值。
  • public abstract void add(int field, int amount)：根据日历的规则，为给定的日历字段添加或减去指定的时间量。
  • public Date getTime()：返回一个表示此Calendar时间值（从历元到现在的毫秒偏移量）的Date对象。

• field：Calendar类中提供很多成员常量，代表给定的日历字段：

  字段值	含义
  YEAR	年
  MONTH	月（从0开始，可以+1使用）
  DAY_OF_MONTH	月中的天（几号）
  HOUR	时（12小时制）
  HOUR_OF_DAY	时（24小时制）
  MINUTE	分
  SECOND	秒
  DAY_OF_WEEK	周中的天（周几，周日为1，可以-1使用）

• 代码：

    public static void main(String[] args) {
      // 获取日历对象
      Calendar calendar = Calendar.getInstance();
      // 获取当前日期的部分数据
      System.out.println(calendar.get(Calendar.YEAR));
      System.out.println(calendar.get(Calendar.MONTH));
      System.out.println(calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH));
      System.out.println(calendar.get(Calendar.HOUR_OF_DAY));
      System.out.println(calendar.get(Calendar.MINUTE));
      System.out.println(calendar.get(Calendar.SECOND));
      System.out.println(calendar.get(Calendar.DAY_OF_WEEK));
  
    }

第十章：System类

概述

java.lang.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，在System类的API文档中，常用的方法有：

• public static long currentTimeMillis()：返回以毫秒为单位的当前时间。

• public static void 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。

  • 数组的拷贝动作是系统级的，性能很高。System.arraycopy方法具有5个参数，含义分别为：

  参数序号	参数名称	参数类型	参数含义
  1	src	Object	源数组
  2	srcPos	int	源数组索引起始位置
  3	dest	Object	目标数组
  4	destPos	int	目标数组索引起始位置
  5	length	int	复制元素个数

代码

  public static void main(String[] args) {
    long startTime = System.currentTimeMillis();
    int[]nums1 = {1,2,3,4,5};
    int[]nums2={88,99,188};
    System.arraycopy(nums1,1,nums2,0,2);
    System.out.println(Arrays.toString(nums2));  // [2, 3, 188]
    long endTime = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("共耗时：" + (endTime-startTime) + "毫秒");
  }

第十一章：StringBuilder类

字符串拼接问题

由于String类的对象内容不可改变，所以每当进行字符串拼接时，总是会在内存中创建一个新的对象，既耗时，又浪费空间。为了解决这一问题，可以使用java.lang.StringBuilder类。

概述

查阅java.lang.StringBuilder的API，StringBuilder又称为可变字符序列，它是一个类似于 String 的字符串缓冲区，通过某些方法调用可以改变该序列的长度和内容。

原来StringBuilder是个字符串的缓冲区，即它是一个容器，容器中可以装很多字符串。并且能够对其中的字符串进行各种操作。

它的内部拥有一个数组用来存放字符串内容，进行字符串拼接时，直接在数组中加入新内容。StringBuilder会自动维护数组的扩容。

构造方法

• public StringBuilder()：构造一个空的StringBuilder容器。
• public StringBuilder(String str)：构造一个StringBuilder容器，并将字符串添加进去。

常用方法

• public StringBuilder append(...)：添加任意类型数据的字符串形式，并返回当前对象自身。
• public String toString()：将当前StringBuilder对象转换为String对象。

代码：

public static void main(String[] args) {
    StringBuilder builder = new StringBuilder();
    for (int i = 0; i < 10000; i++) {
      builder.append(i);
    }
    System.out.println(builder.toString());
  }

第十二章：包装类

概述

Java提供了两个类型系统，基本类型与引用类型，使用基本类型在于效率，然而很多情况，会创建对象使用，因为对象可以做更多的功能，如果想要我们的基本类型像对象一样操作，就可以使用基本类型对应的包装类

如下：

基本类型	对应的包装类（位于java.lang包中）
byte	Byte
short	Short
int	Integer
long	Long
float	Float
double	Double
char	Character
boolean	Boolean

装箱与拆箱

基本类型与对应的包装类对象之间，来回转换的过程称为”装箱“与”拆箱“：

• 装箱：从基本类型转换为对应的包装类对象。
• 拆箱：从包装类对象转换为对应的基本类型。

用Integer与 int为例：（看懂代码即可）

基本数值---->包装对象

Integer i = new Integer(4);//使用构造函数函数
Integer iii = Integer.valueOf(4);//使用包装类中的valueOf方法

包装对象---->基本数值

int num = i.intValue();

自动装箱与自动拆箱

由于我们经常要做基本类型与包装类之间的转换，从Java 5（JDK 1.5）开始，基本类型与包装类的装箱、拆箱动作可以自动完成。例如：

Integer i = 4;//自动装箱。相当于Integer i = Integer.valueOf(4);
i = i + 5;//等号右边：将i对象转成基本数值(自动拆箱) i.intValue() + 5;
//加法运算完成后，再次装箱，把基本数值转成对象。

基本数据类型和字符串互相转换

• 基本数据类型转换字符串：基本类型的数据 + ""

• 字符串转基本数据类型:除了Character类之外，其他所有包装类都具有parseXxx静态方法可以将字符串参数转换为对应的基本类型：

  • public static byte parseByte(String s)：将字符串参数转换为对应的byte基本类型。
  • public static short parseShort(String s)：将字符串参数转换为对应的short基本类型。
  • public static int parseInt(String s)：将字符串参数转换为对应的int基本类型。
  • public static long parseLong(String s)：将字符串参数转换为对应的long基本类型。
  • public static float parseFloat(String s)：将字符串参数转换为对应的float基本类型。
  • public static double parseDouble(String s)：将字符串参数转换为对应的double基本类型。
  • public static boolean parseBoolean(String s)：将字符串参数转换为对应的boolean基本类型。

  代码使用（仅以Integer类的静态方法parseXxx为例）如：

  public class Demo18WrapperParse {
      public static void main(String[] args) {
          int num = Integer.parseInt("100");
      }
  }

  注意:如果字符串参数的内容无法正确转换为对应的基本类型，则会抛出java.lang.NumberFormatException异常。