Java常用类

2021-01-14 本文已影响0人 c_gentle

一、工具类的设计

一般的，把很多完成通用功能的方法分类存放到类中，这些类就叫工具类。

工具类起名：XxxUtil、XxxUtils、XxxTool、XxxTools等，其中Xxx表示一类事物，比如ArrayUtil、StringUtil、JdbcUtil。
工具类存放的包起名：util、utils、tool、tools等
工具类如何设计，在开发中有两种设计：
如果工具方法全部使用public static修饰
- 此时只需要使用工具类名调用工具方法
- 此时必须把工具类的构造器私有化，防止创建工具类的对象来调用静态方法
如果工具方法没有使用static修饰
- 此时必须使用工具类的对象去调用工具方法
- 此时把必须工具类设计为单例模式的
  一般的出于简单考虑，首选第一种，如JDK中提供的工具java.util.Arrays类。

1、公共静态方法

比如使用公共静态方法的方式，设计一个数组的工具类。

public class ArrayUtil {
    private ArrayUtil() {
    }
    public static void sort(int[] arr) {
        System.out.println("排序操作");
    }
    public static void binarySearch(int[] arr, int key) {
        System.out.println("二分查找操作");
    }
}

调用者直接使用工具类名.工具方法名称完成调用：

int[] arr = new int[]{7,4,2,8,1,9};
ArrayUtil.sort(arr);

2、单例模式

设计模式（Design pattern）：是一套被反复使用的代码设计经验总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。
比如使用单例模式的方式，设计一个数组的工具类。
单例设计模式（singleton）：最常用、最简单的设计模式，单例的编写有N种写法。
目的：保证在整个应用中某一个类有且只有一个实例（一个类在堆内存只存在一个对象）。
写单例模式的步骤（单讲饿汉式）：

必须在该类中，自己先创建出一个对象
私有化自身的构造器，防止外界通过构造器创建新的工具类对象
向外暴露一个公共的静态方法用于返回自身的对象

public class ArrayUtil {
    private ArrayUtil() {
    }
    private static ArrayUtil instance = new ArrayUtil();
    public static ArrayUtil getInstance() {
        return instance;
    }
    public void sort(int[] arr) {
        System.out.println("排序操作");
    }
    public void binarySearch(int[] arr, int key) {
        System.out.println("二分查找操作");
    }
}

调用代码：

int[] arr = new int[]{7,4,2,8,1,9};
ArrayUtil.getInstance().sort(arr);

二、包装类

1、基本包装类

2、BigDecimal

float和double都不能表示精确的小数，使用BigDecimal类可以解决该问题，BigDecimal用于处理金钱或任意精度要求高的数据。
BigDecimal不能直接把赋值和运算操作，只能通过构造器传递数据，而且必须使用字符串类型的构造器，操作BigDecimal主要是加减乘除四个操作。

// 使用double类型：
System.out.println(0.09 + 0.01);// ?
// 使用BigDecimal类型double类型的构造器：
BigDecimal num1 = new BigDecimal(0.09);
BigDecimal num2 = new BigDecimal(0.01);
System.out.println(num1.add(num2));// ?
// 使用BigDecimal类型String类型的构造器：
BigDecimal num3 = new BigDecimal("0.09");
BigDecimal num4 = new BigDecimal("0.01");
System.out.println(num3.add(num4));// ?

结果为：

0.09999999999999999
0.09999999999999999687749774324174723005853593349456787109375
0.10

加减乘除操作：

BigDecimal num1 = new BigDecimal("10");
BigDecimal num2 = new BigDecimal("3.1415926");
        
BigDecimal ret1 = num1.add(num2);
BigDecimal ret2 = num1.subtract(num2);
BigDecimal ret3 = num1.multiply(num2).setScale(2, RoundingMode.HALF_UP);
BigDecimal ret4 = num1.divide(num2, 2 , RoundingMode.HALF_UP);

三、字符串

字符串（字符序列），表示把多个字符按照一定得顺序排列起来。
字符串的分类（根据同一个对象，内容能不能改变而区分）：

不可变的字符串——String：当String对象创建完毕之后，该对象的内容是不能改变的，一旦内容改变就变成了一个新的对象。"ABCD" -- > "ABCE" "A"+"B" "AB" "A"+"B"+"C"+"D"
可变的字符串——StringBuilder/StringBuffer：当StringBuilder对象创建完毕之后，对象的内容可以发生改变，当内容发生改变的时候，对象保持不变。
字符串的本质是char[]，char表示一个字符，char[]表示同一种类型的多个字符。

1、String

String类，表示不可变的字符串，当String对象创建完毕之后，该对象的内容是不能改变的，一旦内容改变就变成了一个新的对象，看下面代码。

String str = "龙哥";
str = "龙哥17";

String对象的创建的两种方式：

1、直接赋一个字面量:       String   str1  =  "ABCD";//直接存储在方法区的常量池中,节约内存
2、通过构造器创建:         String   str2  =  new String("ABCD");

String对象的空值：" "
表示引用为空(null) ： String str 1 = null ; 没有初始化，没有分配内存空间.
内容为空字符串： String str2 = “”; 已经初始化，分配内存空间，不过没有内容
判断字符串非空：字符串不为null并且字符内容不能为空字符串(“”)
判断一个字符串非空：

public static boolean hasLength(String str) {
    return str != null && !"".equals(str.trim());
}

字符串的比较操作：

使用”==”号：比较两个字符串引用的内存地址是否相同
使用equals方法：比较两个字符串的内容是否相同

System.out.println("ABCD" == "ABCD");   //true
System.out.println("ABCD" == new String("ABCD"));   //false
System.out.println("ABCD".equals("ABCD"));  //true
System.out.println("ABCD".equals(new String("ABCD")));  //true

常用方法:

"ABCD"   ["A","B","C","D"]
- int length() 返回此字符串的字符个数 
- char charAt(int index) 返回指定索引位置的字符 
- int indexOf(String str) 返回指定子字符串在此字符串中第一次出现处的索引位置
- boolean equals(Object anObject) 比较内容是否相同 
- boolean equalsIgnoreCase(String anotherString) 忽略虑大小写，比较内容是否相同
- String toUpperCase()  把当前字符串转换为大写
- String toLowerCase()  把当前字符串转换为小写
- String substring(int beginIndex)：从指定位置开始截取字符串
- String substring(int beginIndex, int endIndex)：截取指定区域的字符串
- boolean endWith(String suffix)
- boolean startWith(String prefix)
- 
- replace(char oldChar,  char newChar)`

public class StringDemo{
    public static void main(String[] args) {
        String str = "HelloWorld";
        System.out.println(str.length());// 10
        char ch = str.charAt(3);
        System.out.println(ch);// l
        int index = str.indexOf("lo");
        System.out.println(index);// 3
        System.out.println("helloworld".equals(str));// false
        System.out.println("helloworld".equalsIgnoreCase(str));// true
        System.out.println(str.toLowerCase());// helloworld
        System.out.println(str.toUpperCase());// HELLOWORLD
        String str1 = str.substring(3);
        System.out.println(str1);// loWorld
        String str2 = str.substring(3, 6);
        System.out.println(str2);// loW
    }
}

2、StringBuilder

Sting是不可变的，每次内容改变都会在内存中创建新的内存区域，如果现在要把N个字符串连接起来，此时需要在内存中创建N块内存空间，性能很低。此时要解决多个字符串做拼接性能低的问题，我们可以使用StringBuilder来搞定。

StringBuffer和StringBuilder都表示可变的字符串，功能方法相同的，区别是：

StringBuffer：StringBuffer中的方法都使用了synchronized修饰，保证线程安全但性能较低
StringBuilder：StringBuilder中的方法没有使用synchronized修饰，线程不安全但但是性能较高
开发中建议使用StringBuilder，具体用法如下：
如果事先知道需要拼接多少个字符，可以在创建StringBuilder对象时指定字符数组容量，缺省为16

StringBuilder sb = new StringBuilder(40);

使用append方法在原字符串后面继续拼接字符串（链式语法）

sb.append("ABC").append(123).append("will");

代码：

public class StringBuilderDemo {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer sb = new StringBuffer(40);
        sb.append("abc").append("will").append(17);
        String str = sb.toString();
        System.out.println(str);    //abcwill17
    }
}

四、随机数

1、Math

Math 类包含用于执行数学运算的方法，如初等指数、对数、平方根和三角函数等，该类的方法都是static修饰的，在开发中其实运用并不是很多，里面有一个求随机数的方法，偶尔会用到。

public class MathDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Math.max(99, 10));// 返回最大值
        System.out.println(Math.min(99, 10));// 返回最小值
        // 返回一个[0,1)之间的随机小数
        double num = Math.random();
        System.out.println(num);
        // 得到一个[0,100)之间的随机整数
        int intNum1 = (int) (num * 100);
        System.out.println(intNum1);
        //得到23~104之间的随机数等价于0~81之间随机数+23
        int intNum2 = (int)(Math.random() * 81 + 23);
        System.out.println(intNum2);
    }
}

2、Random类

Random类用于生产一个伪随机数（通过相同的种子，产生的随机数是相同的），Math类的random方法底层使用的就是Random类的方式。

public class RandomDemo {
   public static void main(String[] args) {
       Random r = new Random();
       int intNum1 = r.nextInt(100);// 100以内随机数
       System.out.println(intNum1);
       // 随机获取A~Z之间的5个字母组成的字符串
       StringBuilder sb = new StringBuilder();
       for (int i = 0; i < 5; i++) {
           int intNum2 = 65 + r.nextInt(26);
           char ch = (char) intNum2;
           sb.append(ch);
       }
       System.out.println(sb);
   }
}

3、UUID

UUID表示通用唯一标识符 (Universally Unique Identifier) ，其算法通过电脑的网卡、当地时间、随机数等组合而成，优点是真实的唯一性，缺点是字符串太长了。

public class UUIDDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //UUID随机字符串
        String uuid = UUID.randomUUID().toString();
        System.out.println(uuid);
        //获取UUID前5个字母作为验证码
        String code = uuid.substring(0, 5);
        System.out.println(code);
        System.out.println(code.toUpperCase());//把验证码转为大写字母
    }
}

五、日期

1、Date

Date类，日期时间类，表示特定的瞬间，可以解释为年、月、日、小时、分钟和秒值。
注意：我们使用的是java.util.Date类，而不是java.sql.Date。
Date类中的大量方法都标记为已经过时的，即官方不建议使用。在开发中，我们要表示日期（年月日）或时间（时分秒）类型都使用Date类来表示。

public class DateDemo {
    public static void main(String[] args) {
        java.util.Date d = new java.util.Date();
        System.out.println(d);// 欧美人的时间风格
        System.out.println(d.toLocaleString());// 本地区域时间风格
        long time = d.getTime();// 获取当前系统时间距离1970 年 1 月 1 日 00:00:00 以来的毫秒数
        System.out.println(time);
    }
}

2、SimpleDateFormat

打印Date对象时，默认打印的是欧美人的日期时间风格，如果需要输出自定义的时间格式，比如2020年12月12日 12：12:12格式或者2020-12-12 12:12:12，此时可以使用SimpleDateFormat类。
SimpleDateFormat类，顾名思义是日期的格式化类，主要包括两个功能的方法：

格式化（format）：Date类型转换为String类型：String format(Date date)
解析（parse）：String类型转换为Date类型：Date parse(String source)
简单类型的数据---》复杂类型的数据
无论是格式化还是解析都需要设置日期时间的模式，所谓模式就是一种格式。

image.png

日期模式举例：

yyyy-MM-dd                          如2020-12-12
HH:mm:ss                            如20：12：12
yyyy-MM-dd HH:mm:ss                 如2020-12-12 20：12：12
yyyy/MM/dd HH:mm:ss                 如2020/12/12 20：12：12
yyyy年MM月dd日 HH时mm分ss秒   如2020年12月12日 20时12分12秒

格式化和解析代码如下：

public class SimpleDateFormatDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        java.util.Date d = new java.util.Date();
        // 创建SimpleDateFormat对象，设置日期时间转换模式
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat();
        String pattern = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss";
        sdf.applyPattern(pattern);
        // 格式化（format）：Date类型转换为String类型：String format(Date date)
        String str = sdf.format(d);
        System.out.println(str);//2018-05-17 14:48:38
        // 解析（parse）：String类型转换为Date类型：Date parse(String source)
        java.util.Date dd = sdf.parse(str);
        System.out.println(dd);//Thu May 17 14:48:38 CST 2018
    }
}

3、Calendar

Calendar是日历类，主要用来对日期做相加减，重新设置日期时间功能，Calendar本身是一个抽象类，通过getInstance方法获取对象，其底层创建的是Calendar的子类对象。

public class CalendarDemo1 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Calendar c = Calendar.getInstance();
        int year = c.get(Calendar.YEAR);
        int month = c.get(Calendar.MONTH) + 1;
        int date = c.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
        int hour = c.get(Calendar.HOUR_OF_DAY);
        int minute = c.get(Calendar.MINUTE);
        int second = c.get(Calendar.SECOND);

        System.out.println(year);//2018
        System.out.println(month);//5
        System.out.println(date);//17
        System.out.println(hour);//15
        System.out.println(minute);//1
        System.out.println(second);//38
        c.add(Calendar.YEAR, 100);//在当前年份上增加100
        System.out.println(c.get(Calendar.YEAR));//2118
    }
}

需求：查询某个时间最近一周的信息，如何表示最近这一周的开始时间和结束时间
假如给出时间为：2018-05-18 15:05:30，那么最近一周的开始和结束时间分别为：
开始时间：2018-05-12 00:00:00
结束时间：2018-05-18 23:59:59

public class CalendarDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String input = "2018-05-18 15:05:30";// 输入时间
        String pattern = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss";
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat();
        sdf.applyPattern(pattern);
        Date d = sdf.parse(input);
        // -------------------------------------------
        Calendar c = Calendar.getInstance();
        c.setTime(d);// 把当前输入时间转换为Calendar对象
        
        c.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, 23);
        c.set(Calendar.MINUTE, 59);
        c.set(Calendar.SECOND, 59);
        Date endDate = c.getTime();
        System.out.println(endDate.toLocaleString());
        c.add(Calendar.SECOND, 1);// 秒数增加1
        c.add(Calendar.DAY_OF_MONTH, -7);// 天数减去7
        Date beginDate = c.getTime();
        System.out.println(beginDate.toLocaleString());
    }
}