Java核心技术梳理-基础类库

一、引言

Oracle为Java提供了丰富的基础类库，Java 8 提供了4000多个基础类库，熟练掌握这些基础类库可以提高我们的开发效率，当然，记住所有的API是不可能也没必要的，我们可以通过API文档或直接网上搜索来逐渐熟悉大部分类的功能和方法，下面我们来学习一些基础类库。

二、Scanner

Scanner类可以很方便的获取用户的键盘输入，是一个基于正则表达式的文本扫描器，可以从文件、输入流、字符串中解析出字符串和基本类型值，构造器也是以文件、输入流、字符串为数据源进行构造，主要有两种方法：

hasNextXxx()：是否还有下一个Xxx类型输入项。
nextXxx()：获取下一个Xxx输入项。

//键盘输入

Scanner scanner = new Scanner(System.in);

//回车作为分隔符

scanner.useDelimiter("\n");

while (scanner.hasNext()) {

    System.out.println(scanner.next());

}

默认使用空白（空格、tab空白、回车）来进行项之间的分隔符。我们也可以直接按照行来进行分隔，调用下面方法：

hasNextLine
nextLine

Scanner 还可以读取文件输入

try {

    Scanner scannerfile=new Scanner(new File("123.txt"));

} catch (FileNotFoundException e) {

    e.printStackTrace();

}

三、系统相关

3.1 System

System类代表当前Java程序的运行平台，System不能被创建，可以获取环境变量，系统属性，还提供了加载文件和动态链接库的方法。

//键盘输入

Scanner scanner = new Scanner(System.in);

//回车作为分隔符

scanner.useDelimiter("\n");

while (scanner.hasNext()) {

    System.out.println(scanner.next());

}

try {

    Scanner scannerfile=new Scanner(new File("123.txt"));

} catch (FileNotFoundException e) {

    e.printStackTrace();

}

3.2 Runtime

Runtime类代表Java程序的运行环境，我们可以通过此类获取JVM信息，如处理器数量，内存信息。并可以使用gc进行垃圾回收。

Runtime runtime = Runtime.getRuntime();

System.out.println("处理器数量：" + runtime.availableProcessors());

System.out.println("可用最大内存数："+runtime.maxMemory());

System.out.println("空闲内存："+runtime.freeMemory());

System.out.println("总内存数："+runtime.totalMemory());

四、常用类

4.1 Object

Object 是所有类、数组、枚举类的父类，任何类型都可以赋给Object，有以下常用的一些方法：

boolean equals(Object obj) 判断指定对象与该对象是否相等。
void finalize() 垃圾回收器调用此方法来清理对象资源。
Class<?> getClass() 返回该对象运行时类。
int hashCode() 返回该对象的hash值。
toString() 返回该对象字符串表示。

Object还有控制线程的几个方法，wait()、notify()、notifyAll()。

Java 7 之后新增了Objects方法，里面提供了工具方法来操作对象，这些工具方法大多是空指针安全的，使用更安全。

4.2 字符串类

字符串就是一连串字符序列，Java提供了String、StringBuffer、StringBuilder 三个类进行字符串封装和处理。其中StringBuffer、StringBuilder基本相似，只是StringBuffer线程安全而StringBuilder线程不安全。

String类是不可变类，一旦创建，就不可改变，直至被销毁。String类的不可变性，后面有机会再详解。

String类提供了很多构造器：

String也提供了大量的方法来操作字符串对象，我们学习一些常用的方法：

String s = new String("abcdefg");

//获取字符串中指定位置的字符

System.out.println(s.charAt(1));

//比较字符串的大小

System.out.println(s.compareTo("adasd"));

//将该字符串与str连接在一起

s.concat("higk");

System.out.println(s);

//与StringBuffer对象比较，值相等则返回true

System.out.println(s.contentEquals(new StringBuffer("abcd")));

//将字符数组连缀成字符串

System.out.println(String.copyValueOf(new char[]{'a', 'b'}));

//将字符数组的子数组连缀成字符串

System.out.println((String.copyValueOf(new char[]{'a', 'b', 'c', 'd', 'e'}, 2, 3)));

//将字符串与指定对象比较

System.out.println(s.equals("abcdefg"));

//忽略大小写字符串与指定对象比较

System.out.println(s.equalsIgnoreCase("ABcdefg"));

//将string对象转换成Byte数组

byte[] bytes = s.getBytes();

for (int i = 0; i < bytes.length; i++) {

    System.out.println(bytes[i]);

}

char[] s1 = new char[]{'晚', '安', '！', '世', '界'};

String s2 = new String("。！？");

//将字符串从srcBegin开始，到srcEnd结束复制到字符串数组串中，dstBegin为字符串数组的初始位置

s2.getChars(0, 2, s1, 2);

for (int i = 0; i < s1.length; i++) {

    System.out.println(s1[i]);

}

//查询字符在字符串中第一次出现的位置

System.out.println(s.indexOf('b'));

//查询字符在字符串中从fromIndex后第一次出现在的位置

System.out.println(s.indexOf('b', 2));

//查询子字符串在字符串中第一次出现的位置

System.out.println(s.indexOf("bc"));

//查询子字符在字符串中从fromIndex后第一次出现在的位置

System.out.println(s.indexOf("bc", 2));

//查询字符在字符串中最后一次出现的位置

System.out.println(s.lastIndexOf('b'));

//查询字符在字符串中从fromIndex后最后一次出现在的位置

System.out.println(s.lastIndexOf('b', 2));

//查询子字符串在字符串中最后一次出现的位置

System.out.println(s.lastIndexOf("bc"));

//查询子字符在字符串中从fromIndex后最后一次出现在的位置

System.out.println(s.lastIndexOf("bc", 2));

//字符串长度

System.out.println(s.length());

//替换字符串

s.replace('a', 'b');

System.out.println(s);

//对象是否以某字符串结尾

System.out.println(s.startsWith("ab"));

//String 对象是以某字串结尾

System.out.println(s.endsWith("fg"));

//获取从beginIndex位置开始到结束的子字符串

String substring = s.substring(4);

System.out.println(substring);

//获取从beginIndex位置开始到endIndex结束的子字符串

String substring1 = s.substring(4, 6);

System.out.println(substring1);

char[] chars = s.toCharArray();

//转换成char数组

for (int i = 0; i <chars.length ; i++) {

    System.out.println(chars[i]);

}

//将字符串转换成小写

String lowerCase = s.toLowerCase();

System.out.println(lowerCase);

//将字符串转换成大写

String upperCase = s.toUpperCase();

System.out.println(upperCase);

由于String的不可变性，频繁操作String时会产生大量的临时变量，这时我们可以使用StringBuilder和StringBuffer，两个类的用户基本一致，在不需要线程安全时，建议使用StringBuilder。

StringBuilder sb=new StringBuilder();

//追加

sb.append("java");

System.out.println(sb);

//插入

sb.insert(0,"hello ");

System.out.println(sb);

//替换

sb.replace(5,6,",");

System.out.println(sb);

//反转

sb.reverse();

System.out.println(sb);

//长度与容量

System.out.println(sb.length()+ sb.capacity());

4.3 Math 类

Java 提供了Math来进行复杂的数学运算，我们记住一些常用的就行：

//返回小于目标数的最大整数

System.out.println(Math.floor(-1.57));

//返回大于目标数的最小整数

System.out.println(Math.ceil(1.57));

//四舍五入

System.out.println(Math.round(2.3));

//取绝对值

System.out.println(Math.abs(-4.6));

//取最大数

System.out.println(Math.max(1,3));

4.4 Random

Random类专门用于生产伪随机数，有两个构造器，一个已当前系统时间作为种子，一个已外部输入数字作为种子，常用的方法有：

Random random = new Random();

//生成一个int范围内的随机数

System.out.println(random.nextInt());

//生成0-30范围的随机数

System.out.println(random.nextInt(30));

//生成0.0-1.0 的随机数

System.out.println(random.nextDouble());

五、日期、时间类

ava提供了Date和Calendar来处理日期和时间，但Date不仅不支持国际化，而且不同属性也使用了前后矛盾的偏移量，Java 8 又提供了全新的日期时间库。

5.1 Date

Date 现在在用的有两个构造器：

Date() ：生成一个代表当前日期时间的date对象
Date(long date)：指定的long型整数来生成一个Date对象

Date 还在使用的方法也很少：

Date date = new Date();
Date date1 = new Date(System.currentTimeMillis()+100);
//测试该日期是否在指定日期之后
System.out.println(date.after(date1));
//比较日期大小
System.out.println(date.compareTo(date1));

Date类设计的并不好，对日期的操作推荐使用Calendar。

5.2 Calendar 类

Calendar 类是一个抽象类，是所有日历的模板，提供了静态getInstance()方法获取Calendar对象，这个方法是通过获取TimeZone和Locale 来创建Calendar。Calendar 和Date都是表示日期的类，他们可以互相转换。

Calendar calendar = Calendar.getInstance();

Date date2 = calendar.getTime();

Calendar calendar1 = Calendar.getInstance();

calendar1.setTime(date2);

Calendar 类提供了大量访问、修改日期时间的方法，常用方法如下：

//给指定的字段增加或者减去时间量，如果指定量超过最大值，则进位

calendar.add(Calendar.YEAR,1);

//获取指定的字段值

System.out.println(calendar.get(Calendar.YEAR));

System.out.println(calendar.get(Calendar.MONTH));

System.out.println(calendar.get(Calendar.DATE));

//设置日期值

calendar.set(2003,10,2,10,50,10);

//给指定的字段增加或者减去时间量，如果指定量超过最大值，不进位

calendar.roll(Calendar.YEAR,13);

5.3 Java 8新增的时间日期包

Java 8 提供了java.time 包来处理日期和时间，常用的类：

Clock：获取指定时区的当前日期、时间。
Duration：代表持续时间，可以方便的获取一段时间。
Instant：代表具体时刻，可以精确到纳秒。
LocalDate：该类代表不带时区的日期。
LocalTime：该类代表不带时区的时间。
LocalDateTime：该类代表不带时区的日期、时间。
MonthDay：该类代表月日。
Year：代表年。
YearMonth：代表年月。

这些类的方法比较简单，需要使用时再通过API文档查找。

六、正则表达式

正则表达式是强大的字符串处理工具，可以对字符串进行查找、提取、分隔、替换等操作。

Java提供了Pattern和Matcher来使用正则表达式

//将字符串编译成Pattern对象

        Pattern pattern = Pattern.compile("a*b");

        //使用Pattern创建Matcher对象

        Matcher matcher = pattern.matcher("aaaaab");

        System.out.println(matcher.matches());

        //只能使用一次，效率不高

        Pattern.matches("a*b", "aaabbb");

        String s = "XXX:13892329111,XXX:18922121231,XXX:13824322341";

        Matcher matcher1 = Pattern.compile("1\\d{10}").matcher(s);

        //返回目标字符串中是否包含匹配的字串

        while (matcher1.find()) {

            //返回上一次匹配的字串

            System.out.println(matcher1.group());

        }

七、日期、时间格式化器

对于日期的展示，我们一般的会格式化处理，Java提供了几个类来进行日期格式化处理。

7.1 SimpleDateFormat

SimpleDateFormat 既可以将日期按照固定格式转成字符串，也可以将特殊日期字符串转成日期

//将日期转换成固定格式

SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");

Date date = new Date();

System.out.println(simpleDateFormat.format(date));

//日期字符串

String str = "14###三月##21";

SimpleDateFormat simpleDateFormat1 = new SimpleDateFormat("y###MMM##d");

//将日期字符串解析成日期，主要格式要匹配的上，不然会报错

System.out.println(simpleDateFormat.format(simpleDateFormat1.parse(str)));

7.2 DateTimeFormatter

DateTimeFormatter 是Java 8提供的增强版的日期格式器类，功能很强大，DateTimeFormatter中包含了大量的静态化常量，这些静态化常量本身就是DateTimeFormatter实例

我们可以通过常量来创建格式化器，也可以使用不同风格的枚举值来创建

DateTimeFormatter[] formatters=new DateTimeFormatter[]{

        //常量创建

        DateTimeFormatter.ISO_DATE_TIME,

        DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE,

        DateTimeFormatter.ISO_DATE,

        //枚举值创建

        DateTimeFormatter.ofLocalizedDateTime(FormatStyle.FULL,FormatStyle.MEDIUM),

        //模式字符串

        DateTimeFormatter.ofPattern("Gyyyy%%MMM%%dd")

};

LocalDateTime localDate = LocalDateTime.now();

for (int i = 0; i <formatters.length ; i++) {

    //两种方式格式化日期

    System.out.println(formatters[i].format(localDate));

    System.out.println(localDate.format(formatters[i]));

}

DateTimeFormatter 也可以将字符串直接转成日期，用法与SimpleDateFormat 相同。