Java核心类——9.常用工具类

目录

• Java常用工具类
  • 一、基础计算工具类
    • 1. Math类
    • 2. java.util.HexFormat类
    • 3. Random与SecureRandom：随机数生成
  • 二、时间工具类java.time
    • 1. LocalDate：日期（年/月/日）处理
    • 2. LocalTime：时间（时/分/秒）处理
    • 3. LocalDateTime：日期+时间组合
    • 4. DateTimeFormatter：时间格式化

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Java常用工具类

Java的核心库提供了大量的现成的类供我们使用。本节将总结几个常用的工具类。

一、基础计算工具类

1. Math类

Math类包含一系列静态方法，无需实例化即可直接调用，满足日常数学计算需求。（注：包含在java.lang包中，因此在编写Java程序时无需显式导入Math类）

• 基础运算
  • Math.abs(x)：返回x的绝对值（支持整数、浮点数）。
  • Math.max(a, b)/Math.min(a, b)：返回两个数的最大值/最小值。
  • Math.pow(x, y)：计算x的y次方（如Math.pow(2, 3)返回8.0）。
  • Math.sqrt(x)：计算x的平方根（如Math.sqrt(25)返回5.0）。
• 高级点的运算
  • Math.exp(x):计算e的x次方
  • Math.log(x):计算以e为底的对数
  • Math.log10(x):计算以10为底的对数
  • Math.sin(rad)/Math.cos(rad)：计算正弦/余弦值（参数为弧度）。
  • Math.random()：生成[0, 1)的随机浮点数。
• 常量：Math.PI（圆周率≈3.14159）、Math.E（自然常数≈2.71828）。

2. java.util.HexFormat类

Java 17引入的HexFormat类能够将基本类型、字节数组或字符数组转换为十六进制字符串，反之亦然（HexFormat是线程安全的，可以在多个线程中使用）。

• 字节数组→十六进制字符串：hf.formatHex(byte[])

  HexFormat hf = HexFormat.of();//创建HexFormat
  String hex = hf.formatHex("test".getBytes()); // 输出"74657374"
  

• 十六进制字符串→字节数组：hf.parseHex(String)

  byte[] bytes = hf.parseHex("74657374"); // 得到"test"的字节数组
  

• 定制格式：
  • HexFormat.ofDelimiter(":")（添加冒号分隔符）、
  • HexFormat.of().withUpperCase()（创建默认产生大写十六进制值的HexFormat，HexFormat的默认行为是产生小写十六进制值）。

3. Random与SecureRandom：随机数生成

• Random：生成伪随机数，相同种子产生相同序列。

  Random r = new Random(100); // 指定种子
  r.nextInt(10); // 生成[0,10)的整数
  r.nextDouble(); // 生成[0,1)的双精度数
  

• SecureRandom：用于安全场景（如加密、令牌生成），基于系统随机源生成不可预测的随机数。

  SecureRandom sr = SecureRandom.getInstanceStrong();
  byte[] key = new byte[16];
  sr.nextBytes(key); // 生成16字节的安全随机数
  

二、时间工具类java.time

Java 8引入的java.time包解决了传统时间类的线程安全问题，提供了清晰的时间处理API。

1. LocalDate：日期（年/月/日）处理

• now()：获取当前日期（如LocalDate.now()返回2025-08-15）。
• of(int year, int month, int day)：创建指定日期（如LocalDate.of(2024, 12, 31)）。
• plusYears(n)/minusMonths(n)：增加/减少年/月（返回新对象，原对象不变）。
• getYear()/getMonthValue()/getDayOfWeek()：获取年/月（1-12）/星期（1=周一，7=周日）。

2. LocalTime：时间（时/分/秒）处理

• now()：获取当前时间（如LocalTime.now()返回15:30:45.123）。
• of(int hour, int minute, int second)：创建指定时间（如LocalTime.of(8, 30, 0)）。
• plusHours(n)/minusMinutes(n)：增加/减少小时/分钟。
• getHour()/getMinute()：获取时/分。

3. LocalDateTime：日期+时间组合

• now()：获取当前日期时间（如2025-08-15T15:35:20）。
• of(LocalDate, LocalTime)：组合日期和时间（如LocalDateTime.of(ld, lt)）。
• format(DateTimeFormatter)：格式化输出（如yyyy-MM-dd HH:mm:ss）。
• parse(String, DateTimeFormatter)：从字符串解析（如LocalDateTime.parse("2024-01-01 12:00:00", formatter)）。

4. DateTimeFormatter：时间格式化

• ofPattern(String)：自定义格式（如DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy年MM月dd日 HH:mm")）。
• 内置格式：ISO_LOCAL_DATE（yyyy-MM-dd）、ISO_LOCAL_TIME（HH:mm:ss）等。