重学Java之核心类

• 2020 年 1 月 2 日
• 筆記

重学Java之核心类

一、String

Java字符串的特点：

• 字符串对象可以直接使用"…"表示
• 内容不可变
• 使用equals()判断是否相等

字符串常用操作：

• 是否包含子串
  • int contains
  • int indexOf/lastIndexOf
  • boolean startsWith/endsWith
• 去除首尾空白字符
  • trim()
  • 移除首尾空白字符
  • 空格、t、r、n
  • 不改变字符串，返回新字符串
• 提取子串：substring
• 大小写转换：
  • toUpperCase/toLowerCase
• 替换子串：
  • replace/replaceAll
• 分割：split
• 拼接：join
• 任意类型数据转换为String
  • static String valueOf()
  • String.valueOf(true) //"true"
• 把String转换为其他类型
  • static int Integer.parseInt(String)
  • static Integer Integer.valueOf(String)
• String转换为char[]
  • char[] toCharArray()
• char[]转换为String
  • new String(char[])
• String转换为byte[]
  • byte[] getBytes() 不推荐
  • byte[] getBytes(String)
  • byte[] getBytes(Charset)
• byte[]转换为String
  • new String(byte[], String)
  • new String(byte[], Charset)

编码

最早的字符编码是ASCII码，一个字符占一个字节，最多表示128个字符。字符'A'的编码是0x41

中文编码:GB2132，GBK，GB 18030。一个中文字符占2个字节，第一个字节最高位是1。其它语言编码:Shift_ JIS, Euc-kr , ……

全球统一编码: Unicode。全球所有文字都有唯一编码。一个Unicode字符通常占2个字节。Java使用Unicode编码。

有了Unicode为什么还需要UTF-8? 英文Unicode编码和ASCII不一致，同时包含大量英文的文本会浪费空间。

UTF-8编码是变长编码 – 英文UTF-8编码和ASCII一致 – 其它Unicode字符需2~6字节不等 – UTF-8编码容错能力强:

OxXXXXxx 11 OxxxXX 10xXXXXX 111 OxXxx 10xXXxXx 10xXXXXX

编码最佳实践

• Java使用Unicode编码
• Java程序运行时使用Unicode编码
• 输入输出时把String和byte[]转换，需要考虑编码
• 始终优先考虑UTF-8编码

总结

• 字符串是不可变对象
• 字符串操作不改变原字符串内容，而是返回新字符串
• 常用的字符串操作:提取子串、查找、替换、大小写转换等
• 字符串和byte[]互相转换时要注意编码，建议总是使用UTF-8编码

二、StringBuilder

String可以用"+"拼接

• 每次循环都会创建新的字符串对象
• 绝大部分都是临时对象，浪费内存:
• 影响GC效率

StringBuilder可以高效拼接字符串

• StringBuilder是可变对象
• StringBuilder可以预分配缓冲区

StringBuilder可以进行链式操作

StringBuilder sb =new StringBuilder (1024);  String s = sb.append ("Mr ")  .append (name)  .append("!")  .insert(O, "Hello, ")  .toString() ;  

原理是append方法返回了this

super.append(str);

return this;

不需要特别改写字符串"+"操作

编译器在内部自动把多个连续的+操作优化为StringBuilder操作

String s = "Hel1o," + name + "!";

StringBuilder和StringBuffer

• StringBuilder和StringBuffer接口完全相同
• StringBuffer是StringBuilder的线程安全版本
• 没有必要使用StringBuffer（字符串一般很少跨线程拼接）

总结

• StringBuilder是可变对象，用来高效拼接字符串
• StringBuilder可以支持链式操作
• 实现链式操作的关键是返回实例本身
• StringBuffer是StringBuilder的线程安全版本，很少使用

三、包装类型

原理

定义一个Integer类，包含一个实例 字段int。可以把Integer视为int的包装类型 (wrapper)

public class Integer (      private int value;      public Integer (int value) {          this. value = value;      }  }  Integer n = null;  Integer n2 = new Integer(99);  

转换

int、Integer和String的相互转换

特别注意Integer.getlInteger(String) 是从系统环境中读取系统变量

int i = 100;  Integer n1 = new Integer(i);  Integer n2 = Integer.valueOf(i);  Integer n3 = Integer.valueOf("100") ;  int x1 = n1.intValue() ;  int x2 = Integer.parseInt("1OO") ;  String s = n1.toString();  

整数和浮点数包装类型继承自Number 可以利用Number下面的方法相互转换

Number num = new Integer(999) ;  byte b = num.byteValue(); .  int n = num.intValue();  long ln = num.longValue();  float f = num.floatValue();  double d = num.doubleValue();  

装箱拆箱

编译器可以自动在int和Integer之间转型:

自动装箱：int -> Integer

自动拆箱：Interge -> int

Integer n = 99; // Integer.valueOf (99)  int i = n;   // n.intValue()  Object[] arr = new Object[1];  arr[O] = 999;   // Integer.valueOf(999)    Integer x = null;  int y = x; // NullPointerException  

• 自动装箱和自动拆箱只发生在编译阶段
• 装箱和拆箱会影响执行效率
• 编译后的class代码是严格区分基本类型和引用类型的
• Integer -> int 执行时可能会报错

静态变量

Boolean t = Boolean.TRUE;  Boolean f = Boolean.FALSE;  int max = Integer.MAX_VALUE; // 2147483647  int min = Integer.MIN_VALUE; // 2147483648  int sizeOfLong = Long.SIZE; // 64 (bits)  int bytesOfLong = Long.BYTES; // 8 (bytes)  

总结

JDK的包装类型可以把基本类型包装为class

自动装箱和自动拆箱是编译器完成的(JDK>=1.5)

装箱和拆箱会影响执行效率

注意拆箱时可能发生NullPointerException

四、JavaBean

定义

许多class的定义都符合: – 若干private实例字段 – 通过public方法读写实例字段

public class Person (      private String name;      private int age;      public String getName() {...}      public void setName (String name)  {...}      public int getAge()  {...}      public void setAge (int age)  {...}  )  

符合命名规范的class被称为JavaBean – private Type field – public Type getField() – public void setField(Type value)

注意方法名称的大小写

Boolean字段的读方法命名为isXXX():

通常把一组对应的getter和setter称为属性(Property) name属性： – 对应读方法getName() – 对应写方法setName()

总结

JavaBean是一种符合命名规范的class

JavaBean通过: getter/setter来定义属性

属性是一种通用的叫法，并非Java语法规定

可以利用IDE快速生成getter/setter

使用Introspector.getBeanlnfo()获取属性列表

五、枚举

普通定义常量方法

编译器不能检测或检查常量的修改

public class Weekday{      public static final int SUN = 0;      public static final String RED = "r";  }    if(day == Weekday.SUN)  if("r".equals(Color.RED))  

用enum定义常量

• 关键字enum定义常量类型
• 常量本身带有类型信息
• 使用 == 比较

enum定义的类型实际上是class – 继承自java.lang.Enum – 不能通过new创建实例 – 所有常量都是唯一实例(引用类型) – 可以用于switch语句

public enum Color{      RED, GREEN, BLUE;  }  //编译器编译出的class：  public final class Color extends Enum{      public static final Color RED = new Color () ;      public static final Color GREEN = new Color () ;      public static final Color BLUE = new Color () ;        private Color() {}  }  

例子

public enum Weekday {      SUN, MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT;  }    public class Main {        public static void main(String[] args) {          for (Weekday day : Weekday.values()) {              System.out.println(day.name());          }          Weekday fri = Weekday.FRI;          // enum -> String:          System.out.println("FRI.name() = " + fri.name());          // 定义时的序号:          System.out.println("FRI.ordinal() = " + fri.ordinal());          // String -> enum:          System.out.println(Weekday.valueOf("FRI").name());          // 不存在的name:          Weekday.valueOf("ABC");      }  }    

总结

enum可以定义常量类型，它被编译器编译为:

final class Xxx extends Enum { … }

name()获取常量定义的字符串，注意不要使用toString()

ordinal()返回常量定义的顺序(无实质意义)

可以为enum类编写构造方法、字段和方法

构造方法申明为private

六、常用工具类

Math：数学计算

Math提供了数学计算的静态方法: – abs/min/max – pow / sqrt / exp / log / log10 – sin / cos / tan / asin / acos

常量： – PI = 3.14159… – E = 2.71828…

Random：生成伪随机数

Math.random()生成一个随机数 – 0<=随机数<1 – 可用于生成某个区间的随机数

// MIN <= R < MAX  long MIN = 1000;  long MAX = 9000 ;  double x2 = Math.random() * (MAX-MIN) + MIN;  double r = (long)x2;  

Random()生成一个伪随机数 – nextInt / nextLong / nextFloat… – nextlnt(N)生成不大于N的随机数

Random r = new Random();  r.nextInt();  r.nextInt(10); //生成0-10之间的随机数，不包括10  

什么是伪随机数 – 给定种子后伪随机数算法会生成完全相同的序列 – 不给定种子时Random使用系统当前时间戳作为种子

SecureRandom用来创建安全的随机

BigInteger：表示任意大小的整数

BigDecimal：表示任意精度的浮点数

总结

Math:数学计算

Random:生成伪随机数

SecureRandom:生成安全的随机数

BigInteger:表示任意大小的整数

BigDecimal:表示任意精度的浮点数

BigInteger和BigDecimal都继承自Number