15_星仔带你学Java之常用类②（字符串、随机数、日期、正则表达式）

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    本博客收录于《华星详谈-学习中心》。本学习中心收集了Java整个技术体系的所有技术要点。每篇博客后面或者知识点结尾都附带有面试题，提供给大家巩固本章内容。

为各位同胞们能够系统性的掌握整个Java技术体系而建立的学习中心。星仔正在努力的更新学习中心中的内容。望诸君共勉！！！

一、字符串

1.1 字符串的定义和分类

字符序列：把多个字符按照一定得顺序排列起来。

字符串：把多个字符串串联起来（好比羊肉串）

字符串的分类

        不可变的字符串：String。当前对象创建完毕之后，该对象的内容（字符序列）是不能改变的，一旦内容改变就是一个新的对象。

         可变的字符串：StringBuilder/StringBuffer。当对象创建完毕之后，该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（底层是什么其实就是char[]），char表示一个字符，数组表示同一种类型的多个数据。

String  str = “ABCDEFG”;    //定义一个字符串对象，等价于 char[] cs = new char[]{'A','B','C','D','E','F','G'}二、随机数

1.2 String类

        String类：表示不可变的字符串，当前对象创建完毕之后该对象的内容（字符序列）是不会改变的，一旦内容改变就是一个新的对象。

1.2.1 String对象的创建

       1)、直接赋一个字面量：      String   str1  =  “ABCD”;

       2)、通过构造器创建：          String   str2  =  new String(“ABCD”);

两种方式有什么区别,分别在内存中如何分布? 如果所示

 

1.2.2 String对象的空值

       1)、表示引用为空(null):   String  str 1 = null;      没有初始化,没有分配内存空间.  

       2)、内容为空字符串:        String  str2  = “”;         以及初始化,分配内存空间,不过没有内容.

1.2.3 判断字符串非空

        1)、引用不能为空(null);

        2)、字符内容不能为空字符串(“”);

1.2.4 字符串的比较操作

      1)、使用”==”号:          只能比较引用的内存地址是否相同。

      2)、使用equals方法:   在Object类中和”==”号相同，建议子类覆盖equals方法去比较自己的内容。在String类中覆盖了equals方法，比较的是字符内容。

1.2.5 常量池

常量池：专门存储常量的地方，指的方法区中。

     编译常量池:  把字节码加载进JVM的时候，存储的是字节码的相关信息；

     运行常量池：存储常量数据；

面试题1

下列代码分别创建了几个String对象.

String   str1  =  “ABCD”;    

        最多创建一个String对象，最少不创建String对象。如果常量池中已经存在“ABCD”，那么str1直接引用，此时不创建String对象。否则先在常量池先创建“ABCD”内存空间，再引用。

String   str2  =  new String(“ABCD”);

        最多创建两个String对象，至少创建一个String对象。new关键字：绝对会在堆空间创建内存区域，所以至少创建一个String个对象。

1.2.6 String对象比较

        1）单独使用""引号创建的字符串都是直接量，编译期就已经确定存储到常量池中；

        2）使用new String("")创建的对象会存储到堆内存中，是运行期才创建；

        3）使用只包含直接量的字符串连接符，如"aa" + "bb"创建的也是直接量编译期就能确定，已经确定存储到常量池中；

        4）使用包含String直接量（无final修饰符）的字符串表达式（如"aa" + s1）创建的对象是运行期才创建的，存储在堆中；

         5）通过变量/调用方法去连接字符串，都只能在运行时期才能确定变量的值和方法的返回值，不存在编译优化操作；

1.2.7 String类中的常用方法

        1)、String的创建和转换

  byte[] getBytes()：把字符串转换为byte数组

  char[] toCharArray()：把字符串转换为char数组

  String(byte[] bytes)：把byte数组转换为字符串

  String(char[] value)：把char数组转换为字符串

        2)、获取字符串信息

  int length()：返回此字符串的长度

  char charAt(int index)：返回指定索引处的 char 值

  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。

  int lastIndexOf(String str)：返回指定子字符串在此字符串中最右边出现处的索引

        3)、字符串比较判断

  boolean equals(Object anObject)：将此字符串与指定的对象比较。

  boolean equalsIgnoreCase(String anotherString)：将此 String 与另一个 String 比较，不考虑大小写

  boolean contentEquals(CharSequence cs)：将此字符串与指定的 CharSequence 比较

        4)、字符串大小写转换

  String toUpperCase()：把当前字符串转换为大写(谁调用该方法,谁就是当前字符)

  String toLowerCase()：把当前字符串转换为小写

1.3 String、StringBuilder、StringBuffer的区别（建议使用StringBuilder）

相同点：  

        StringBuffer和StringBuilder都表示可变的字符串，功能方法都是相同的。

唯一的区别:

        StringBuffer：StringBuffer中的方法都使用了synchronized修饰符，表示同步的，在多线程并发的时候可以保证线程安全，保证线程安全的时候，性能（速度）较低。

        StringBuilder：StringBuilder中的方法都没有使用了synchronized修饰符，不安全。但是性能较高。

分别使用String、StringBuilder、StringBuffer来拼接30000次字符串，对比各自损耗的时间。

        经过测试：String做字符串拼接的时候，性能极低（耗时）原因是Sting是不可变的，每次内容改变都会在内存中创建新的对象。

String耗时：1964ms

StringBuffer耗时：3ms

StringBuilder耗时：1ms

结论：以后拼接字符串，统统使用StringBuffer、StringBuilder，不要使用String。

1.4 StringBuilder 构造器

使用StringBuilder无参数的构造器，在底层创建了一个长度为16的char数组

char[] value   = new  char[16];

此时该数组只能存储16个字符，如果超过了得自动扩容。自动扩容指的是创建长度更大的数组，再把之前的数组拷贝到新数组。 此时性能极低，一般的我们事先知道大概需要存储多少字符，在构造器中就应该设置长度。

//创建一个长度为80的char数组.

new StringBuilder(80);

常用方法:

append(Object val)：表示追加任意类型数据

StringBuilder deleteCharAt(int index)  ：删除字符串中指定位置的字符

二、随机数

随机数：随机地生成的任意的一个（(理论上讲具有不可预知性），随机数在Java中主要有以下三个类

Random类

ThreadLocalRandom类

UUID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）。

public Random()：使用默认的种子（以当前系统时间作为种子）。

public Random(long seed)：根据指定的种子。

ThreadLocalRandom类：是Java7新增类，是Random类的子类，在多线程并发情况下，ThreadLocalRandom相对于Random可以减少多线程资源竞争，保证了线程的安全性。因为构造器是默认访问权限，只能在java.util包中创建对象。故提供了一个方法ThreadLocalRandom.current()用于返回当前类对象。 

UUID类：通用惟一识别：Universally Unique Identifier； 在一台机器上生成的数字，它保证对在同一时空中的所有机器都是唯一的。UUID是一个128位长的数字，一般用16进制表示。算法的核心思想是结合机器的网卡、当地时间、一个随即数来生成UUID。

我们一般用UUID来表示：随机的唯一的字符串。

三、日期

3.1 日期相关类

        Date类：java.util.Date类，不是java.sql.Date 类。 Date 表示特定的瞬间，精确到毫秒。

        DateFormat/SimpleDateFormat类： 

        Calendar类：

        Java8中重新为日期定义了新的API。Date类中的大量方法都已经过时了，过时不代表不存在，依然可以使用，只不过不建议使用。官方建议我们使用Calendar类。

3.2 日期格式化操作

DateFormat类可以完成日期的格式化操作。

格式化(format):  Date类型对象------->String类型:    String format(Date date)

解析(parse):     String类型时间------>Date类型     :    Date parse(String source) 

        

        DateFormar转换的格式是固定的，如果我们想根据自己的风格来做转换（自定义格式），比如:2016-04-16  15:50:48、比如:2016/04/16  15:50:48。这个时候就需要用到SimpleDateFormat类。SimpleDateFormat类:是DateFormat的子类，支持自定义格式模式。

3.3 日历类(Calendar)

日历类（Calendar）是抽象类，表示日历。比Date更强大，功能gen。

3.3.1 创建日历对象

Calendar c = Calendar.getInstance();

int get(int field) 返回给定日历字段(年,月,日,时,分,秒)的值。

3.3.2 Calendar 转换为Date类型

3.3.3 日期操作练习（日期转换方法）：String和Date之间的相互转换。

3.3.4 日历操作练习（计算起止时间）

需求：查询最近一周.......的信息，如何表示最近这一周。

 4、正则表达式

        正则表达式（Regex）表示表达式正确的规则。主要用于（匹配判断、分割操作、替换操作、网络爬虫(Lucene)。

4.1 正则表达式在网站中的运用

案例：判断一个字符串全部由数字组成

 

4.2 正则表达式部分规范