Java筆記：常用類-有解無憂

Java中內置類及其方法的使用通常翻閱對應的API檔案即可，但是對于常用的一些類和方法還是需要我們能夠熟練的使用，

一、System

System.gc()：手動啟動垃圾回收器，垃圾回收器通常是自動啟動的，某些時候Java可能覺得當下的情況并不需要啟動gc，但是你又想啟動的話，就可以呼叫這個方法手動啟動gc，

System.exit(0)：終止并退出JVM，exit方法可以傳入一個程式結束的狀態碼，通常傳入0就可以了，

System.currentTimeMillis()：獲取自1970年1月1日 00:00:00 000到當前時間的總毫秒數，

System.arraycopy?(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length)：從源陣列src中拷貝若干length連續的元素到目標陣列dest當中，src為源陣列，srcPos為源陣列的起始下標，dest為目標陣列，destPos為目標陣列的起始下標，length為拷貝的元素個數或長度，

二、Object

protected Object clone()：回傳物件的克隆，注意這個方法的修飾符為protected，只有子類或同一個包下才能使用，

int hashCode()：回傳物件的哈希值，

boolean equals(Object obj)：判斷兩個物件是否相等，默認使用“==”進行判斷，注意，“==”的判斷其實判斷的是變數的值，對于參考型別就是比較的是記憶體地址，但這通常不是我們想要的結果，因為對于兩個物件的比較，我們大多時候認為同一個類的物件，如果它們的屬性等物件的內容是相同的話，那么這兩個物件也可以認為它們是相同的，而不是去判斷那它們的記憶體地址，所以這種時候就需要重寫這個方法了，也由此可以看出，平時判斷相等時，如果是基本資料型別則使用“==”進行判斷，如果是參考資料型別，如String等，則需要使用它自帶的equals方法，

String toString()：將物件轉換成字串形式，默認為“類名@物件的記憶體地址”，在列印某個物件時，也會自動呼叫物件的這個方法，但是因為這個方法默認的回傳值很多時候并不是我們想要的，所以通常都是在需要使用的時候重寫它，而不是使用它的默認值，

三、String

方法區的字串常量池：字串雖然也是參考型別的實體物件，但是字串字面值是存盤在方法區中的字串常量池當中，無論是使用雙引號定義還是使用String定義，都會先在方法區記憶體中創建一個字串物件，如果以后使用到了相同的字串，則不會再創建一個字串物件，而是會直接使用已經存在的字串物件，
String型別參考：需要注意的是，直接使用雙引號定義的字串物件會直接在方法區中直接創建一個字串物件，但是因為使用new關鍵字都是會先在堆中創建對應的物件，所以對于使用new關鍵字創建String物件，如“String s = new String("hello");”，雖然創建的物件在堆中，但s的值（記憶體地址）其實還是指向的是在方法區的字串常量池中“"hello"”這個字串物件，
字串垃圾回收：另外一點，垃圾回收器不會回收字串常量池中的字串常量物件，

常用的構造方法：

// 最常用的方法
String s1 = "hello";
// 不常用
String s = new String("hello");

// 傳入一個byte陣列
byte[] bytes = {97, 98, 99};  // 97->a, 98->b, 99->c
String s2 = new String(bytes);
System.out.println(s2);  // 輸出：abc
String s3 = new String(bytes, 1, 2);  
System.out.println(s3);  // 輸出：bc

// 傳入一個char陣列
char[] chars = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'};
String s4 = new String(chars);
System.out.println(s4);  // 輸出：hello
String s5 = new String(chars, 2, 3);
System.out.println(s5);  // 輸出：llo

常用方法：

char charAt(int index)：回傳指定索引處的char值，
int compareTo(String anotherString)：按字符順序比較兩個字串大小，全部字符都相等則回傳0，如果同一個索引位置的字符不相同，就不會再繼續比較下去了，并且比較這兩個字符，前者大于后者則回傳1，前者小于后者則回傳-1，
boolean contains(CharSequence s)：判讀一個字串中是否包含另一個子串，如果包含則回傳true，否則回傳false，
boolean startsWith(String prefix)：判斷一個字串是否以另一個子串開始，如果是則回傳true，否則回傳false，
boolean endsWith(String suffix)：判斷一個字串是否以另一個子串結尾，如果是則回傳true，否則回傳false，
boolean equals(Object anObject)：判斷兩個字串是否相等，注意，應該保持良好的編程習慣，比較兩個字串的相等總應該使用equals方法，而不是使用“==”，
boolean equalsIgnoreCase(String anotherString)：比較兩個字串是否相等，忽略大小寫，
byte[] getBytes()：將一個字串轉換成位元組陣列并回傳，
int indexOf(String str)：回傳子串在字串中第一次出現的索引，
int lastIndexOf(String str)：回傳子串在字串中最后一次出現的索引，
boolean isEmpty()：判斷一個字串是否為空，
int length()：回傳字串的長度，注意，判斷陣列長度時，它的length是陣列物件的一個屬性，而不是方法，字串物件的length則是方法，
String replace(char oldChar, char newChar)：回傳一個新的字串，原字串中所有的oldChar都將被替換為newChar，
String replace(CharSequence target, CharSequence replacement)：回傳一個新的字串，原字串中的所有target都將被替換為replacement，注意String的父介面就是CharSequence，所以這里就傳入String物件即可，
String[] split(String regex)：回傳一個根據指定正則運算式（分隔符）切割后的字串陣列，
String substring(int beginIndex)：回傳一個從指定索引位置往后截取的子串，
String substring(int beginIndex, int endIndex)：回傳一個從指定開始索引到結束索引（endIndex-1）的子串，注意，回傳的子串不包括endIndex處的字符，
char[] toCharArray()：回傳一個將字串轉換為字符的陣列，
String toLowerCase()：回傳一個將字串全部字符都轉換為小寫的字串，
String toUpperCase()：回傳一個將字串全部字符都轉換為大寫的字串，
String trim()：回傳一個去處字串前后空白的字串，
String valueOf()：將另一個不是String的物件轉換為字串物件，注意這是一個靜態方法，即使用的時候應該這樣“String s = String.valueOf(111);”，

四、StringBuffer/StringBuilder

如果需要進行大量的字串拼接操作，建議使用Java自帶的StringBuffer或StringBuilder，而不是使用加號+，

StringBuffer示例：

public class Test{
    public static void main(String[] args){
        // 默認會創建一個長度為16的byte[]
        // StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
        // 創建一個指定長度的StringBuffer
        StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer(100);
        
        // 拼接字串統一調append方法，當拼接的字串長度超過了16或者指定的容量，這個byte[]陣列會自動擴容
        stringBuffer.append("abc");
        stringBuffer.append(3.14);
        stringBuffer.append(true);
    }
}

關于StringBuffer的優化：其中一個優化點是在初始化時預估一下需要的字串長度，給一個大一點的長度（默認的陣列只有16個byte），以減少后續陣列擴容的次數，關鍵點在于這個長度不能太大也不能太小，太大也浪費空間，太小會增加擴容次數，

StringBuilder和StringBuffer的區別：兩者在示例的使用上都一樣的，都可以用于字串的拼接，但區別在于StringBuffer是有synchronized關鍵字修飾的，表示在多執行緒的環境下是執行緒安全的，StringBuilder則沒有synchronized關鍵字修飾，表示不是執行緒安全的，

對比String：String的底層其實是一個final型別的byte[]， StringBuffer底層同樣是一個byte[]，但區別是沒有final修飾符，因為陣列的長度一旦確定了就不能改變，這表示final修飾的String型別的變數（參考）指向的記憶體地址是不能改變的，即該字串是不能改變的，但是如果沒有final修飾符，則這個陣列滿了之后可以擴容，StringBuffer的變數就可以指向擴容后新的陣列的記憶體地址，說到String的這個final，特別需要注意的是，對于如“String s = "hello";”而言，final修飾的是“"hello"”這個字串物件本身，而不是變數s（參考），s是可以重新給它賦值的，

五、8中基本資料型別的包裝類

包裝類之所以存在，就是為了應對一種情況，一些方法的引數需要是Object型別，但是又需要傳入Java中的基本資料型別，基本資料型別因為型別不兼容所以肯定是不能傳進去的，此時就需要使用基本資料型別經過包裝過后的的包裝類了，包裝型別都屬于參考資料型別，且它們的最終父類都是Object類，此時就可以傳入這些方法中進行使用了，

基本資料型別對應的包裝類：除了int和char型別對應的包裝類略有不同外，其他型別的包裝類都是其本身單詞的首字母大寫形式，

byte：Byte
short：Short
int：Integer
long：Long
float：Float
double：Double
boolean：Boolean
char：Character

裝箱：將基本資料型別轉換為參考資料型別（對應包裝類）稱之為裝箱，

拆箱：將包裝類物件轉換為基本資料型別（不一定是原來的基本資料型別了）稱之為拆箱，

手動裝箱和拆箱示例：

public class Test{
    public static void main(String[] args){
        // 裝箱：將基本資料型別轉換為參考資料型別
        Integer i  = new Integer(100);
        // 拆箱：將包裝類物件轉換為基本資料型別
        float f = i.floatValue();
        // 拆箱：將包裝類物件轉換為基本資料型別
        int iv = i.intValue();
    }
}

自動裝箱和自動拆箱：平時使用的時候都是使用的自動轉換，上面示例的方式一般不常用了，

public class Test{
    public static void main(String[] args){
        // 自動裝箱：自動將基本資料型別轉換為參考資料型別
        Integer i = 100;
        
        // 自動拆箱：自動將包裝類物件轉換為基本資料型別
        int iv = i;
        
        // 對于算術運算，會進行自動拆箱操作
        System.out.println(i + 1);
    }
}

整數型常量池：Java中為了提高程式的執行效率，將[-128, 127]之間的所有包裝物件提前創建好了，并放到了方法區中的整數型常量池中，以后只要用到這些物件就不會再去new物件了，就像字串常量池一樣，

Integer常用方法：因為包裝類的用法大部分都相同，不同的部分也可以通過查閱幫助檔案來了解使用，所以這里只展示Integer類的常用方法，

java.lang.NumberFormatException例外：如“Integer a = new Integer("哈嘍");”，這個陳述句在編譯時不會報錯，因為Integer構造方法允許傳入一個字串，但是“哈嘍”這個字串明顯不是數字，執行時就會報數字格式化例外，
static int parseInt(String s)：這是一個靜態方法，將一個字串轉換為一個int型別的數字，這個方法同樣不能傳入一個不是數字的字串，其他包裝類也有比如parseDouble、parseFloat等轉換作用的方法，
static String toBinaryString(int i)：將十進制的整數轉換為二進制的字串，
static String toHexString(int i)：將十進制的整數轉換為十六進制的字串，
static String toOctalString(int i)：將十進制的整數轉換為八進制的字串，

六、Date/SimpleDateFormat

Java中日期的處理使用“java.util.Date”類，對日期進行格式化則使用“java.text.SimpleDateFormat”類，

使用示例：

// 專門進行日期格式化的類
import java.text.SimpleDateFormat;
// 日期操作的類
import java.util.Date;


public class DateTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 直接呼叫無參構造方法，會默認使用當前系統日期時間來進行初始化，精確到毫秒
        Date nowTime = new Date();
        // 輸出當前日期時間
        System.out.println(nowTime);

        // 按照指定格式創建日期格式化物件
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss SSS");
        // 將日期物件格式化為指定格式的字串
        String nowTimeStr = sdf.format(nowTime);
        System.out.println(nowTimeStr);

        // 將時間字串按格式轉換為Date物件，需要注意，指定的格式需要和字串中的格式相同
        String t = "2020-06-01 21:18:22 333";
        SimpleDateFormat sdf2 = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss SSS");
        Date dateTime = sdf2.parse(t);

        // 獲取自1970年1月1日 00:00:00 000到當前日期的總毫秒數
        long nowTimeMillis = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(nowTimeMillis);

        // 根據毫秒數創建一個Date物件
        Date tt = new Date(nowTimeMillis);
    }
}

日期時間格式化字符如下：

Letter	Date or Time Component	Presentation	Examples
`G`	Era designator	Text	`AD`
`y`	Year	Year	`1996`; `96`
`Y`	Week year	Year	`2009`; `09`
`M`	Month in year (context sensitive)	Month	`July`; `Jul`; `07`
`L`	Month in year (standalone form)	Month	`July`; `Jul`; `07`
`w`	Week in year	Number	`27`
`W`	Week in month	Number	`2`
`D`	Day in year	Number	`189`
`d`	Day in month	Number	`10`
`F`	Day of week in month	Number	`2`
`E`	Day name in week	Text	`Tuesday`; `Tue`
`u`	Day number of week (1 = Monday, ..., 7 = Sunday)	Number	`1`
`a`	Am/pm marker	Text	`PM`
`H`	Hour in day (0-23)	Number	`0`
`k`	Hour in day (1-24)	Number	`24`
`K`	Hour in am/pm (0-11)	Number	`0`
`h`	Hour in am/pm (1-12)	Number	`12`
`m`	Minute in hour	Number	`30`
`s`	Second in minute	Number	`55`
`S`	Millisecond	Number	`978`
`z`	Time zone	General time zone	`Pacific Standard Time`; `PST`; `GMT-08:00`
`Z`	Time zone	RFC 822 time zone	`-0800`
`X`	Time zone	ISO 8601 time zone	`-08`; `-0800`; `-08:00`

七、數字格式化

數字格式化應該使用“java.text.DecimalFormat”，如果處理大資料或者財務資料，應該使用“java.math.BigDecimal”，因為它的精度極高，具體使用可參閱API檔案，
部分格式化字符：

#：井號表示任意字符，
,：逗號表示千分位，
.：點號表示小數點，
0：0表示不足的位數用0補齊，

import java.text.DecimalFormat;

public class DecimalFormatTest{
    public static void main(String[] args){
        DecimalFormat df = new DecimalFormat("###,###.##");
        String s = df.format(1234.561);
        System.out.println(s);  // 輸出：1,234.56

        DecimalFormat df2 = new DecimalFormat("###,###.0000");
        String s2 = df2.format(1234.56);
        System.out.println(s2);  // 輸出：1,234.5600
    }
}

八、亂數

想要生成一個亂數，應該使用“java.util.Random”，詳細用法請參閱API檔案，

import java.util.Random;

public class RandomTest{
    public static void main(String[] args){
        Random random = new Random();
        // 生成一個隨機整數
        int num1 = random.nextInt();

        // 生成一個[0, 100]的隨機整數，注意，這里不包括101
        int num2 = random.nextInt(101);
    }
}

九、列舉

列舉型別，關鍵字enum，也是一種參考資料型別，一個列舉編譯后也會生成一個“.class”位元組碼檔案，

列舉中的每一個值可以看做是常量，且每個列舉值只需要定義對應的名稱即可，不需要給它賦值，

public enum Result{
    // 只需要定義每個列舉項的名稱即可，不需要給它賦值，
    // 如果只有兩個列舉項，建議使用boolean型別即可，多余兩個時才建議使用列舉型別，
    SUCCESS, FAIL
}

public class Test{
    public static void main(String[] args){
        Result res = divide(3, 0);
        System.out.println(res);
    }
    
    public static Result divide(int a, int b){
        try{
            int c = a / b;
            return Result.SUCCESS;
        } catch (Exception e) {
            return Result.FAIL;
        }
    }
}

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標籤：Java

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