Java基础（6）——String类、static关键字、Arrays类、 Math类

第一章 String类

1.1 String类概述

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。
具体说明在代码中：

构造方法

/**
java.lang.String类代表字符串。
API当中说：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。
其实就是说：程序当中所有的双引号字符串，都是String类的对象。（就算没有new，也照样是。）

字符串的特点：
1. 字符串的内容永不可变。【重点】
2. 正是因为字符串不可改变，所以字符串是可以共享使用的。
3. 字符串效果上相当于是char[]字符数组，但是底层原理是byte[]字节数组。

创建字符串的常见3+1种方式。
三种构造方法：
public String()：创建一个空白字符串，不含有任何内容。
public String(char[] array)：根据字符数组的内容，来创建对应的字符串。
public String(byte[] array)：根据字节数组的内容，来创建对应的字符串。
一种直接创建：
String str = "Hello"; // 右边直接用双引号

注意：直接写上双引号，就是字符串对象。
 **/
public class Demo01String {

    public static void main(String[] args) {
        // 使用空参构造
        String str1 = new String(); // 小括号留空，说明字符串什么内容都没有。
        System.out.println("第1个字符串：" + str1);

        // 根据字符数组创建字符串
        char[] charArray = { 'A', 'B', 'C' };
        String str2 = new String(charArray);
        System.out.println("第2个字符串：" + str2);

        // 根据字节数组创建字符串
        byte[] byteArray = { 97, 98, 99 };
        String str3 = new String(byteArray);
        System.out.println("第3个字符串：" + str3);

        // 直接创建
        String str4 = "Hello";
        System.out.println("第4个字符串：" + str4);
    }

}

1.2 字符串常量池

字符串常量池是JDK1.7之后才出现的，说的是新建两个内容相同的字符串对象的时候，其实会把该串放到字符串常量池中去，所以使用 == 比较两者的地址的时候会是一样的。

• 代码解析：

/*
字符串常量池：程序当中直接写上的双引号字符串，就在字符串常量池中。

对于基本类型来说，==是进行数值的比较。
对于引用类型来说，==是进行【地址值】的比较。
 */
public class Demo02StringPool {

    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "abc";
        String str2 = "abc";

        char[] charArray = {'a', 'b', 'c'};
        String str3 = new String(charArray);

        System.out.println(str1 == str2); // true
        System.out.println(str1 == str3); // false
        System.out.println(str2 == str3); // false
    }

}

• 图解析：
  

1.3 非“==” 地址比较，字符串内容比较（equals）

字符串的内容比较可以使用equals方法：

/*
==是进行对象的地址值比较，如果确实需要字符串的内容比较，可以使用两个方法：

public boolean equals(Object obj)：参数可以是任何对象，只有参数是一个字符串并且内容相同的才会给true；否则返回false。
注意事项：
1. 任何对象都能用Object进行接收。
2. equals方法具有对称性，也就是a.equals(b)和b.equals(a)效果一样。
3. 如果比较双方一个常量一个变量，推荐把常量字符串写在前面。
推荐："abc".equals(str)    不推荐：str.equals("abc")

public boolean equalsIgnoreCase(String str)：忽略大小写，进行内容比较。
 */
public class Demo01StringEquals {

    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "Hello";
        String str2 = "Hello";
        char[] charArray = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};
        String str3 = new String(charArray);

        System.out.println(str1.equals(str2)); // true
        System.out.println(str2.equals(str3)); // true
        System.out.println(str3.equals("Hello")); // true
        System.out.println("Hello".equals(str1)); // true

        String str4 = "hello";
        System.out.println(str1.equals(str4)); // false
        System.out.println("=================");

        String str5 = null;
        System.out.println("abc".equals(str5)); // 推荐：false
//        System.out.println(str5.equals("abc")); // 不推荐：报错，空指针异常NullPointerException
        System.out.println("=================");

        String strA = "Java";
        String strB = "java";
        System.out.println(strA.equals(strB)); // false，严格区分大小写
        System.out.println(strA.equalsIgnoreCase(strB)); // true，忽略大小写

        // 注意，只有英文字母区分大小写，其他都不区分大小写
        System.out.println("abc一123".equalsIgnoreCase("abc壹123")); // false
    }

}

注意：当需要进行的是一个字符串常量和一个字符串引用对象的比较的时候，一般使用常量.equals()方法，要不然的话容易报空指针错误。上边代码也有说明。System.out.println("abc".equals(str5)); // 推荐：false System.out.println(str5.equals("abc")); // 不推荐：报错，空指针异常NullPointerException

1.4 字符串的获取方法（length(),concat(),charAt(),indexOf()）

public int length()：获取字符串当中含有的字符个数，拿到字符串长度。
public String concat(String str)：将当前字符串和参数字符串拼接成为返回值新的字符串。
public char charAt(int index)：获取指定索引位置的单个字符。（索引从0开始。）
public int indexOf(String str)：查找参数字符串在本字符串当中首次出现的索引位置，如果没有返回-1值。

Demo:

public class Demo02StringGet {

    public static void main(String[] args) {
        // 获取字符串的长度
        int length = "asdasfeutrvauevbueyvb".length();
        System.out.println("字符串的长度是：" + length);

        // 拼接字符串
        String str1 = "Hello";
        String str2 = "World";
        String str3 = str1.concat(str2);
        System.out.println(str1); // Hello，原封不动
        System.out.println(str2); // World，原封不动
        System.out.println(str3); // HelloWorld，新的字符串
        System.out.println("==============");

        // 获取指定索引位置的单个字符
        char ch = "Hello".charAt(1);
        System.out.println("在1号索引位置的字符是：" + ch);
        System.out.println("==============");

        // 查找参数字符串在本来字符串当中出现的第一次索引位置
        // 如果根本没有，返回-1值
        String original = "HelloWorldHelloWorld";
        int index = original.indexOf("llo");
        System.out.println("第一次索引值是：" + index); // 2

        System.out.println("HelloWorld".indexOf("abc")); // -1
    }

}

1.5字符串截取方法（subString(1),subString(1,5)）

字符串的截取方法：

public String substring(int index)：截取从参数位置一直到字符串末尾，返回新字符串。
public String substring(int begin, int end)：截取从begin开始，一直到end结束，中间的字符串。
备注：[begin,end)，包含左边，不包含右边。

Demo：

public class Demo03Substring {

    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "HelloWorld";
        String str2 = str1.substring(5);
        System.out.println(str1); // HelloWorld，原封不动
        System.out.println(str2); // World，新字符串
        System.out.println("================");

        String str3 = str1.substring(4, 7);
        System.out.println(str3); // oWo
        System.out.println("================");

        // 下面这种写法，字符串的内容仍然是没有改变的
        // 下面有两个字符串："Hello"，"Java"
        // strA当中保存的是地址值。
        // 本来地址值是Hello的0x666，
        // 后来地址值变成了Java的0x999
        String strA = "Hello";
        System.out.println(strA); // Hello
        strA = "Java";
        System.out.println(strA); // Java
    }

}

1.6字符串转换相关的方法（toCharArray,getBytes,replace）

String当中与转换相关的常用方法有：

public char[] toCharArray()：将当前字符串拆分成为字符数组作为返回值。
public byte[] getBytes()：获得当前字符串底层的字节数组。
public String replace(CharSequence oldString, CharSequence newString)：
将所有出现的老字符串替换成为新的字符串，返回替换之后的结果新字符串。
备注：CharSequence意思就是说可以接受字符串类型。

Demo:

public class Demo04StringConvert {

    public static void main(String[] args) {
        // 转换成为字符数组
        char[] chars = "Hello".toCharArray();
        System.out.println(chars[0]); // H
        System.out.println(chars.length); // 5
        System.out.println("==============");

        // 转换成为字节数组
        byte[] bytes = "abc".getBytes();
        for (int i = 0; i < bytes.length; i++) {
            System.out.println(bytes[i]);
        }
        System.out.println("==============");

        // 字符串的内容替换
        String str1 = "How do you do?";
        String str2 = str1.replace("o", "*");
        System.out.println(str1); // How do you do?
        System.out.println(str2); // H*w d* y*u d*?
        System.out.println("==============");

        String lang1 = "会不会玩儿呀！你大爷的！你大爷的！你大爷的！！！";
        String lang2 = lang1.replace("你大爷的", "****");
        System.out.println(lang2); // 会不会玩儿呀！****！****！****！！！
    }

}

1.7 字符串分割相关的方法

分割字符串的方法：

public String[] split(String regex)：按照参数的规则，将字符串切分成为若干部分。

注意事项：
split方法的参数其实是一个“正则表达式”
要注意：如果按照英文句点“.”进行切分，必须写"\\."（两个反斜杠）
 */

Demo：

public class Demo05StringSplit {

    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "aaa,bbb,ccc";
        String[] array1 = str1.split(",");
        for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
            System.out.println(array1[i]);
        }
        System.out.println("===============");

        String str2 = "aaa bbb ccc";
        String[] array2 = str2.split(" ");
        for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
            System.out.println(array2[i]);
        }
        System.out.println("===============");

        String str3 = "XXX.YYY.ZZZ";
        String[] array3 = str3.split("\\.");
        System.out.println(array3.length); // 0
        for (int i = 0; i < array3.length; i++) {
            System.out.println(array3[i]);
        }
    }

}

第二章 static关键字

1.概述

static 关键字可以用来修饰成员变量和成员方法，被修饰的成员是属于类的，而不是单单是属
于某个对象的。也就是说，既然属于类，就可以不靠创建对象来调用了。

2.定义和使用格式

2.1 在类变量中使用

当 static 修饰成员变量时，该变量称为类变量。该类的每个对象都共享同一个类变量的值。任何对象都可以更改
该类变量的值，但也可以在不创建该类的对象的情况下对类变量进行操作。
定义：static 数据类型 变量名；
Demo：
先定义一个学生类：

public class Student {
    private int id; // 学号
    private String name; // 姓名
    private int age; // 年龄
    static String room; // 所在教室
    private static int idCounter = 0; // 学号计数器，每当new了一个新对象的时候，计数器++

    public Student() {
        this.id = ++idCounter;
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.id = ++idCounter;
    }
get/set...
}

使用学生类和里边的静态变量：

/*
如果一个成员变量使用了static关键字，那么这个变量不再属于对象自己，而是属于所在的类。多个对象共享同一份数据。
 */
public class Demo01StaticField {

    public static void main(String[] args) {

        Student two = new Student("黄蓉", 16);
        two.room = "101教室";//静态变量，一个赋值，全部可用
        System.out.println("姓名：" + two.getName()
                + "，年龄：" + two.getAge() + "，教室：" + two.room
                + "，学号：" + two.getId());

        Student one = new Student("郭靖", 19);
        System.out.println("姓名：" + one.getName()
                + "，年龄：" + one.getAge() + "，教室：" + one.room
                + "，学号：" + one.getId());
    }

}

2.2 静态方法

当 static 修饰成员方法时，该方法称为静态方法 。静态方法在声明中有 static ，建议使用类名来调用，而不需要
创建类的对象。调用方式非常简单。
定义格式：

修饰符 static 返回值类型 方法名 (参数列表){
// 执行语句
}

• 静态方法调用的注意事项：
  静态方法可以直接访问类变量和静态方法。
  静态方法不能直接访问普通成员变量或成员方法。反之，成员方法可以直接访问类变量或静态方法。
  静态方法中，不能使用this关键字。
• 创建静态方法Demo：

public class MyClass {

    int num; // 成员变量
    static int numStatic; // 静态变量

    // 成员方法
    public void method() {
        System.out.println("这是一个成员方法。");
        // 成员方法可以访问成员变量
        System.out.println(num);
        // 成员方法可以访问静态变量
        System.out.println(numStatic);
    }

    // 静态方法
    public static void methodStatic() {
        System.out.println("这是一个静态方法。");
        // 静态方法可以访问静态变量
        System.out.println(numStatic);
        // 静态不能直接访问非静态【重点】
//        System.out.println(num); // 错误写法！
        // 静态方法中不能使用this关键字。
//        System.out.println(this); // 错误写法！
    }
}

• 静态方法的使用demo，obj.methodStatic(); // 正确，不推荐，这种写法在编译之后也会被javac翻译成为“类名称.静态方法名” MyClass.methodStatic(); // 正确，推荐：

/*
一旦使用static修饰成员方法，那么这就成为了静态方法。静态方法不属于对象，而是属于类的。

如果没有static关键字，那么必须首先创建对象，然后通过对象才能使用它。
如果有了static关键字，那么不需要创建对象，直接就能通过类名称来使用它。

无论是成员变量，还是成员方法。如果有了static，都推荐使用类名称进行调用。
静态变量：类名称.静态变量
静态方法：类名称.静态方法()

注意事项：
1. 静态不能直接访问非静态。
原因：因为在内存当中是【先】有的静态内容，【后】有的非静态内容。
“先人不知道后人，但是后人知道先人。”
2. 静态方法当中不能用this。
原因：this代表当前对象，通过谁调用的方法，谁就是当前对象。
 */
public class Demo02StaticMethod {

    public static void main(String[] args) {
        MyClass obj = new MyClass(); // 首先创建对象
        // 然后才能使用没有static关键字的内容
        obj.method();

        // 对于静态方法来说，可以通过对象名进行调用，也可以直接通过类名称来调用。
        obj.methodStatic(); // 正确，不推荐，这种写法在编译之后也会被javac翻译成为“类名称.静态方法名”
        MyClass.methodStatic(); // 正确，推荐

        // 对于本来当中的静态方法，可以省略类名称
        myMethod();
        Demo02StaticMethod.myMethod(); // 完全等效
    }

    public static void myMethod() {
        System.out.println("自己的方法！");
    }
}

静态内存图的理解：

static 修饰的内容：

• 是随着类的加载而加载的，且只加载一次。
• 存储于一块固定的内存区域（静态区），所以，可以直接被类名调用。
• 它优先于对象存在，所以，可以被所有对象共享。
  

静态代码块

静态代码块：定义在成员位置，使用static修饰的代码块{ }。

• 位置：类中方法外。
• 执行：随着类的加载而执行且执行一次，优先于main方法和构造方法的执行。
  测试demo，先构建一个Person类：

public class Person {
    static {
        System.out.println("静态代码块执行！");
    }
    public Person() {
        System.out.println("构造方法执行！");
    }
}

测试静态代码块：

/*
静态代码块的格式是：

public class 类名称 {
    static {
        // 静态代码块的内容
    }
}

特点：当第一次用到本类时，静态代码块执行唯一的一次。
静态内容总是优先于非静态，所以静态代码块比构造方法先执行。

静态代码块的典型用途：
用来一次性地对静态成员变量进行赋值。
 */
public class Demo04Static {

    public static void main(String[] args) {
        Person one = new Person();
        Person two = new Person();
    }

}

第三章 Arrays类

常用的操作：

java.util.Arrays是一个与数组相关的工具类，里面提供了大量静态方法，用来实现数组常见的操作。

public static String toString(数组)：将参数数组变成字符串（按照默认格式：[元素1, 元素2, 元素3...]）
public static void sort(数组)：按照默认升序（从小到大）对数组的元素进行排序。

备注：
1. 如果是数值，sort默认按照升序从小到大
2. 如果是字符串，sort默认按照字母升序
3. 如果是自定义的类型，那么这个自定义的类需要有Comparable或者Comparator接口的支持。（后边介绍）

Demo：

public class Demo01Arrays {
    public static void main(String[] args) {
        int[] intArray = {10, 20, 30};
        // 将int[]数组按照默认格式变成字符串
        String intStr = Arrays.toString(intArray);
        System.out.println(intStr); // [10, 20, 30]

        int[] array1 = {2, 1, 3, 10, 6};
        Arrays.sort(array1);
        System.out.println(Arrays.toString(array1)); // [1, 2, 3, 6, 10]

        String[] array2 = {"bbb", "aaa", "ccc"};
        Arrays.sort(array2);
        System.out.println(Arrays.toString(array2)); // [aaa, bbb, ccc]
    }
}

第四章 Math类

常用方法：

java.util.Math类是数学相关的工具类，里面提供了大量的静态方法，完成与数学运算相关的操作。

public static double abs(double num)：获取绝对值。有多种重载。
public static double ceil(double num)：向上取整。
public static double floor(double num)：向下取整。
public static long round(double num)：四舍五入。

Math.PI代表近似的圆周率常量（double）。

Math类使用Demo：

public class Demo03Math {

    public static void main(String[] args) {
        // 获取绝对值
        System.out.println(Math.abs(3.14)); // 3.14
        System.out.println(Math.abs(0)); // 0
        System.out.println(Math.abs(-2.5)); // 2.5
        System.out.println("================");

        // 向上取整
        System.out.println(Math.ceil(3.9)); // 4.0
        System.out.println(Math.ceil(3.1)); // 4.0
        System.out.println(Math.ceil(3.0)); // 3.0
        System.out.println("================");

        // 向下取整，抹零
        System.out.println(Math.floor(30.1)); // 30.0
        System.out.println(Math.floor(30.9)); // 30.0
        System.out.println(Math.floor(31.0)); // 31.0
        System.out.println("================");

        System.out.println(Math.round(20.4)); // 20
        System.out.println(Math.round(10.5)); // 11
    }

}

例子：
请使用 Math 相关的API，计算在 -10.8 到 5.9 之间，绝对值大于 6 或者小于 2.1 的整数有多少个？

public class MathTest {
	public static void main(String[] args) {
		// 定义最小值
		double min = ‐10.8;
		// 定义最大值
		double max = 5.9;
		// 定义变量计数
		int count = 0;
		// 范围内循环
		for (double i = Math.ceil(min); i <= max; i++) {
				// 获取绝对值并判断
				if (Math.abs(i) > 6 || Math.abs(i) < 2.1) {
				// 计数
				count++;
			}
		}
		System.out.println("个数为: " + count + " 个");
	}
}