第10章【基础API与常见算法】
第10章 基础API与常见算法
学习目标
- 了解数学相关API
- 了解日期时间API
- 了解系统类API
- 掌握数组基础算法
- 掌握数组工具类的使用
- 熟练掌握String类的API
- 熟练掌握StringBuilder和StringBuffer类的API
第十章 基础API与常见算法
10.1 和数学相关的类
10.1.1 java.lang.Math
java.lang.Math 类包含用于执行基本数学运算的方法，如初等指数、对数、平方根和三角函数。类似这样的工具类，其所有方法均为静态方法，并且不会创建对象，调用起来非常简单。
public static double abs(double a)：返回 double 值的绝对值。
double d1 = Math.abs(-5); //d1的值为5
double d2 = Math.abs(5); //d2的值为5
public static double ceil(double a)：返回大于等于参数的最小的整数。
double d1 = Math.ceil(3.3); //d1的值为 4.0
double d2 = Math.ceil(-3.3); //d2的值为 -3.0
double d3 = Math.ceil(5.1); //d3的值为 6.0
public static double floor(double a)：返回小于等于参数最大的整数。
double d1 = Math.floor(3.3); //d1的值为3.0
double d2 = Math.floor(-3.3); //d2的值为-4.0
double d3 = Math.floor(5.1); //d3的值为 5.0
public static long round(double a)：返回最接近参数的 long。(相当于四舍五入方法)
long d1 = Math.round(5.5); //d1的值为6.0
long d2 = Math.round(5.4); //d2的值为5.0
- public static double pow(double a,double b)：返回a的b幂次方法
- public static double sqrt(double a)：返回a的平方根
- public static double random()：返回[0,1)的随机值
- public static final double PI：返回圆周率
- public static double max(double x, double y)：返回x,y中的最大值
- public static double min(double x, double y)：返回x,y中的最小值
double result = Math.pow(2,31);
double sqrt = Math.sqrt(256);
double rand = Math.random();
double pi = Math.PI;
10.1.2 java.math包
（1）BigInteger
不可变的任意精度的整数。
- BigInteger(String val)
- BigInteger add(BigInteger val)
- BigInteger subtract(BigInteger val)
- BigInteger multiply(BigInteger val)
- BigInteger divide(BigInteger val)
- BigInteger remainder(BigInteger val)
- …
@Test
public void test01(){
// long bigNum = 123456789123456789123456789L;
BigInteger b1 = new BigInteger("123456789123456789123456789");
BigInteger b2 = new BigInteger("78923456789123456789123456789");
// System.out.println("和：" + (b1+b2));//错误的，无法直接使用+进行求和
System.out.println("和：" + b1.add(b2));
System.out.println("减：" + b1.subtract(b2));
System.out.println("乘：" + b1.multiply(b2));
System.out.println("除：" + b2.divide(b1));
System.out.println("余：" + b2.remainder(b1));
}
（2）RoundingMode枚举类
CEILING ：向正无限大方向舍入的舍入模式。
DOWN ：向零方向舍入的舍入模式。
FLOOR：向负无限大方向舍入的舍入模式。
HALF_DOWN ：向最接近数字方向舍入的舍入模式，如果与两个相邻数字的距离相等，则向下舍入。
HALF_EVEN：向最接近数字方向舍入的舍入模式，如果与两个相邻数字的距离相等，则向相邻的偶数舍入。
HALF_UP：向最接近数字方向舍入的舍入模式，如果与两个相邻数字的距离相等，则向上舍入。
UNNECESSARY：用于断言请求的操作具有精确结果的舍入模式，因此不需要舍入。
UP：远离零方向舍入的舍入模式。
（3）BigDecimal
不可变的、任意精度的有符号十进制数。
- BigDecimal(String val)
- BigDecimal add(BigDecimal val)
- BigDecimal subtract(BigDecimal val)
- BigDecimal multiply(BigDecimal val)
- BigDecimal divide(BigDecimal val)
- BigDecimal divide(BigDecimal divisor, int roundingMode)
- BigDecimal divide(BigDecimal divisor, int scale, RoundingMode roundingMode)
- BigDecimal remainder(BigDecimal val)
- …
@Test
public void test02(){
/*double big = 12.123456789123456789123456789;
System.out.println("big = " + big);*/
BigDecimal b1 = new BigDecimal("123.45678912345678912345678912345678");
BigDecimal b2 = new BigDecimal("7.8923456789123456789123456789998898888");
// System.out.println("和：" + (b1+b2));//错误的，无法直接使用+进行求和
System.out.println("和：" + b1.add(b2));
System.out.println("减：" + b1.subtract(b2));
System.out.println("乘：" + b1.multiply(b2));
System.out.println("除：" + b1.divide(b2,20,RoundingMode.UP));//divide(BigDecimal divisor, int scale, int roundingMode)
System.out.println("除：" + b1.divide(b2,20,RoundingMode.DOWN));//divide(BigDecimal divisor, int scale, int roundingMode)
System.out.println("余：" + b1.remainder(b2));
}
10.1.3 java.util.Random
用于产生随机数
-
boolean nextBoolean():返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的均匀分布的 boolean 值。
-
void nextBytes(byte[] bytes):生成随机字节并将其置于用户提供的 byte 数组中。
-
double nextDouble():返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、在 0.0 和 1.0 之间均匀分布的 double 值。
-
float nextFloat():返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、在 0.0 和 1.0 之间均匀分布的 float 值。
-
double nextGaussian():返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、呈高斯（“正态”）分布的 double 值，其平均值是 0.0，标准差是 1.0。
-
int nextInt():返回下一个伪随机数，它是此随机数生成器的序列中均匀分布的 int 值。
-
int nextInt(int n):返回一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、在 0（包括）和指定值（不包括）之间均匀分布的 int 值。
-
long nextLong():返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的均匀分布的 long 值。
@Test
public void test03(){
Random r = new Random();
System.out.println("随机整数：" + r.nextInt());
System.out.println("随机小数：" + r.nextDouble());
System.out.println("随机布尔值：" + r.nextBoolean());
}
10.2 日期时间API
10.2.1 JDK1.8之前
1、java.util.Date
new Date()：当前系统时间
long getTime()：返回该日期时间对象距离1970-1-1 0.0.0 0毫秒之间的毫秒值
new Date(long 毫秒)：把该毫秒值换算成日期时间对象
@Test
public void test5(){
long time = Long.MAX_VALUE;
Date d = new Date(time);
System.out.println(d);
}
@Test
public void test4(){
long time = 1559807047979L;
Date d = new Date(time);
System.out.println(d);
}
@Test
public void test3(){
Date d = new Date();
long time = d.getTime();
System.out.println(time);//1559807047979
}
@Test
public void test2(){
long time = System.currentTimeMillis();
System.out.println(time);//1559806982971
//当前系统时间距离1970-1-1 0:0:0 0毫秒的时间差，毫秒为单位
}
@Test
public void test1(){
Date d = new Date();
System.out.println(d);
}
2、java.text.SimpleDateFormat
SimpleDateFormat用于日期时间的格式化。
@Test
public void test10() throws ParseException{
String str = "2019年06月06日 16时03分14秒 545毫秒 星期四 +0800";
SimpleDateFormat sf = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日 HH时mm分ss秒 SSS毫秒 E Z");
Date d = sf.parse(str);
System.out.println(d);
}
@Test
public void test9(){
Date d = new Date();
SimpleDateFormat sf = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日 HH时mm分ss秒 SSS毫秒 E Z");
//把Date日期转成字符串，按照指定的格式转
String str = sf.format(d);
System.out.println(str);
}
3、java.util.TimeZone
通常，使用 getDefault 获取 TimeZone，getDefault 基于程序运行所在的时区创建 TimeZone。
也可以用 getTimeZone 及时区 ID 获取 TimeZone 。例如美国太平洋时区的时区 ID 是 “America/Los_Angeles”。
import org.junit.Test;
import java.util.TimeZone;
public class TestTimezone {
@Test
public void test1(){
String[] all = TimeZone.getAvailableIDs();
for (int i = 0; i < all.length; i++) {
System.out.println(all[i]);
}
}
@Test
public void test2(){
TimeZone t = TimeZone.getTimeZone("America/Los_Angeles");
System.out.println(t);
}
}
常见时区ID：
Asia/Shanghai
UTC
America/New_York
4、java.util.Locale
Locale 对象表示了特定的地理、政治和文化地区。需要 Locale 来执行其任务的操作称为语言环境敏感的 操作，它使用 Locale 为用户量身定制信息。
语言参数是一个有效的 ISO 语言代码。这些代码是由 ISO-639 定义的小写两字母代码。
国家/地区参数是一个有效的 ISO 国家/地区代码。这些代码是由 ISO-3166 定义的大写两字母代码。
Locale 类提供了一些方便的常量，可用这些常量为常用的语言环境创建 Locale 对象。
import org.junit.Test;
import java.util.Locale;
public class TestLocale {
@Test
public void test01(){
Locale[] all = Locale.getAvailableLocales();
for (int i = 0; i < all.length; i++) {
System.out.println(all[i]);
}
}
@Test
public void test02(){
Locale china = Locale.CHINA;
System.out.println("china = " + china);
}
}
5、java.util.Calendar
Calendar 类是一个抽象类，它为特定瞬间与一组诸如 YEAR、MONTH、DAY_OF_MONTH、HOUR 等 日历字段之间的转换提供了一些方法，并为操作日历字段（例如获得下星期的日期）提供了一些方法。瞬间可用毫秒值来表示，它是距历元（即格林威治标准时间 1970 年 1 月 1 日的 00:00:00.000，格里高利历）的偏移量。与其他语言环境敏感类一样，Calendar 提供了一个类方法 getInstance，以获得此类型的一个通用的对象。
修改和获取 YEAR、MONTH、DAY_OF_MONTH、HOUR 等 日历字段对应的时间值。
void add(int field,int amount)
int get(int field)
void set(int field, int value)
示例代码：
import org.junit.Test;
import java.util.Calendar;
import java.util.TimeZone;
public class TestCalendar {
@Test
public void test1(){
Calendar c = Calendar.getInstance();
System.out.println(c);
int year = c.get(Calendar.YEAR);
int month = c.get(Calendar.MONTH)+1;
int day = c.get(Calendar.DATE);
int hour = c.get(Calendar.HOUR_OF_DAY);
int minute = c.get(Calendar.MINUTE);
System.out.println(year + "-" + month + "-" + day + " " + hour + ":" + minute);
}
@Test
public void test2(){
TimeZone t = TimeZone.getTimeZone("America/Los_Angeles");
Calendar c = Calendar.getInstance(t);
int year = c.get(Calendar.YEAR);
int month = c.get(Calendar.MONTH)+1;
int day = c.get(Calendar.DATE);
int hour = c.get(Calendar.HOUR_OF_DAY);
int minute = c.get(Calendar.MINUTE);
System.out.println(year + "-" + month + "-" + day + " " + hour + ":" + minute);
}
}
10.2.2 JDK1.8之后
Java1.0中包含了一个Date类，但是它的大多数方法已经在Java 1.1引入Calendar类之后被弃用了。而Calendar并不比Date好多少。它们面临的问题是：
- 可变性：象日期和时间这样的类对象应该是不可变的。Calendar类中可以使用三种方法更改日历字段：set()、add() 和 roll()。
- 偏移性：Date中的年份是从1900开始的，而月份都是从0开始的。
- 格式化：格式化只对Date有用，Calendar则不行。
- 此外，它们也不是线程安全的，不能处理闰秒等。
可以说，对日期和时间的操作一直是Java程序员最痛苦的地方之一。第三次引入的API是成功的，并且java 8中引入的java.time API 已经纠正了过去的缺陷，将来很长一段时间内它都会为我们服务。
Java 8 吸收了 Joda-Time 的精华，以一个新的开始为 Java 创建优秀的 API。
- java.time – 包含值对象的基础包
- java.time.chrono – 提供对不同的日历系统的访问。
- java.time.format – 格式化和解析时间和日期
- java.time.temporal – 包括底层框架和扩展特性
- java.time.zone – 包含时区支持的类
Java 8 吸收了 Joda-Time 的精华，以一个新的开始为 Java 创建优秀的 API。新的 java.time 中包含了所有关于时钟（Clock），本地日期（LocalDate）、本地时间（LocalTime）、本地日期时间（LocalDateTime）、时区（ZonedDateTime）和持续时间（Duration）的类。
1、本地日期时间：LocalDate、LocalTime、LocalDateTime
| 方法 | 描述 |
|---|---|
| now() / now(ZoneId zone) | 静态方法，根据当前时间创建对象/指定时区的对象 |
| of() | 静态方法，根据指定日期/时间创建对象 |
| getDayOfMonth()/getDayOfYear() | 获得月份天数(1-31) /获得年份天数(1-366) |
| getDayOfWeek() | 获得星期几(返回一个 DayOfWeek 枚举值) |
| getMonth() | 获得月份, 返回一个 Month 枚举值 |
| getMonthValue() / getYear() | 获得月份(1-12) /获得年份 |
| getHours()/getMinute()/getSecond() | 获得当前对象对应的小时、分钟、秒 |
| withDayOfMonth()/withDayOfYear()/withMonth()/withYear() | 将月份天数、年份天数、月份、年份修改为指定的值并返回新的对象 |
| with(TemporalAdjuster t) | 将当前日期时间设置为校对器指定的日期时间 |
| plusDays(), plusWeeks(), plusMonths(), plusYears(),plusHours() | 向当前对象添加几天、几周、几个月、几年、几小时 |
| minusMonths() / minusWeeks()/minusDays()/minusYears()/minusHours() | 从当前对象减去几月、几周、几天、几年、几小时 |
| plus(TemporalAmount t)/minus(TemporalAmount t) | 添加或减少一个 Duration 或 Period |
| isBefore()/isAfter() | 比较两个 LocalDate |
| isLeapYear() | 判断是否是闰年（在LocalDate类中声明） |
| format(DateTimeFormatter t) | 格式化本地日期、时间，返回一个字符串 |
| parse(Charsequence text) | 将指定格式的字符串解析为日期、时间 |
import org.junit.Test;
import java.time.LocalDate;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.LocalTime;
public class TestLocalDateTime {
@Test
public void test7(){
LocalDate now = LocalDate.now();
LocalDate before = now.minusDays(100);
System.out.println(before);//2019-02-26
}
@Test
public void test06(){
LocalDate lai = LocalDate.of(2019, 5, 13);
LocalDate go = lai.plusDays(160);
System.out.println(go);//2019-10-20
}
@Test
public void test05(){
LocalDate lai = LocalDate.of(2019, 5, 13);
System.out.println(lai.getDayOfYear());
}
@Test
public void test04(){
LocalDate lai = LocalDate.of(2019, 5, 13);
System.out.println(lai);
}
@Test
public void test03(){
LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
System.out.println(now);
}
@Test
public void test02(){
LocalTime now = LocalTime.now();
System.out.println(now);
}
@Test
public void test01(){
LocalDate now = LocalDate.now();
System.out.println(now);
}
}
2、指定时区日期时间：ZondId和ZonedDateTime
常见时区ID：
Asia/Shanghai
UTC
America/New_York
可以通过ZondId获取所有可用的时区ID：
import java.time.ZoneId;
import java.time.ZonedDateTime;
import java.util.Set;
public class TestZone {
@Test
public void test01() {
//需要知道一些时区的id
//Set是一个集合，容器
Set<String> availableZoneIds = ZoneId.getAvailableZoneIds();
//快捷模板iter
for (String availableZoneId : availableZoneIds) {
System.out.println(availableZoneId);
}
}
@Test
public void test02(){
ZonedDateTime t1 = ZonedDateTime.now();
System.out.println(t1);
ZonedDateTime t2 = ZonedDateTime.now(ZoneId.of("America/New_York"));
System.out.println(t2);
}
}
3、持续日期/时间：Period和Duration
Period:用于计算两个“日期”间隔
Duration:用于计算两个“时间”间隔
import org.junit.Test;
import java.time.Duration;
import java.time.LocalDate;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.Period;
public class TestPeriodDuration {
@Test
public void test01(){
LocalDate t1 = LocalDate.now();
LocalDate t2 = LocalDate.of(2018, 12, 31);
Period between = Period.between(t1, t2);
System.out.println(between);
System.out.println("相差的年数："+between.getYears());
System.out.println("相差的月数："+between.getMonths());
System.out.println("相差的天数："+between.getDays());
System.out.println("相差的总数："+between.toTotalMonths());
}
@Test
public void test02(){
LocalDateTime t1 = LocalDateTime.now();
LocalDateTime t2 = LocalDateTime.of(2017, 8, 29, 0, 0, 0, 0);
Duration between = Duration.between(t1, t2);
System.out.println(between);
System.out.println("相差的总天数："+between.toDays());
System.out.println("相差的总小时数："+between.toHours());
System.out.println("相差的总分钟数："+between.toMinutes());
System.out.println("相差的总秒数："+between.getSeconds());
System.out.println("相差的总毫秒数："+between.toMillis());
System.out.println("相差的总纳秒数："+between.toNanos());
System.out.println("不够一秒的纳秒数："+between.getNano());
}
}
4、DateTimeFormatter：日期时间格式化
该类提供了三种格式化方法：
预定义的标准格式。如：ISO_DATE_TIME;ISO_DATE
本地化相关的格式。如：ofLocalizedDate(FormatStyle.MEDIUM)
自定义的格式。如：ofPattern(“yyyy-MM-dd hh:mm:ss”)
import org.junit.Test;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.ZoneId;
import java.time.format.DateTimeFormatter;
import java.time.format.FormatStyle;
public class TestDatetimeFormatter {
@Test
public void test1(){
LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
// DateTimeFormatter df = DateTimeFormatter.ofLocalizedDateTime(FormatStyle.LONG);//2019年6月6日 下午04时40分03秒
// DateTimeFormatter df = DateTimeFormatter.ofLocalizedDateTime(FormatStyle.MEDIUM);//2019-6-6 16:40:37
// DateTimeFormatter df = DateTimeFormatter.ofLocalizedDateTime(FormatStyle.SHORT);//19-6-6 下午4:40
DateTimeFormatter df = DateTimeFormatter.ofLocalizedDateTime(FormatStyle.FULL).withZone(ZoneId.systemDefault());
String str = df.format(now);
System.out.println(str);
}
@Test
public void test2(){
LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
DateTimeFormatter df = DateTimeFormatter.ISO_DATE_TIME;//2019-06-06T16:38:23.756
String str = df.format(now);
System.out.println(str);
}
@Test
public void test3(){
LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
DateTimeFormatter df = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy年MM月dd日 HH时mm分ss秒 SSS毫秒 E 是这一年的D天");
String str = df.format(now);
System.out.println(str);
}
}
10.3 系统相关类
10.3.1 java.lang.System类
系统类中很多好用的方法，其中几个如下：
- static long currentTimeMillis() ：返回当前系统时间距离1970-1-1 0:0:0的毫秒值
- static void exit(int status) ：退出当前系统
- static void gc() ：运行垃圾回收器。
- static String getProperty(String key)：获取某个系统属性，例如：java.version、user.language、user.country、file.encoding、user.name、os.version、os.name等等
import org.junit.Test;
public class TestSystem {
@Test
public void test01(){
long time = System.currentTimeMillis();
System.out.println("现在的系统时间距离1970年1月1日凌晨：" + time + "毫秒");
System.exit(0);
System.out.println("over");//不会执行
}
@Test
public void test02(){
System.out.println(System.getProperty("java.version"));
System.out.println(System.getProperty("user.language"));
System.out.println(System.getProperty("user.country"));
System.out.println(System.getProperty("file.encoding"));
System.out.println(System.getProperty("user.name"));
System.out.println(System.getProperty("os.version"));
System.out.println(System.getProperty("os.name"));
}
@Test
public void test03() throws InterruptedException {
for (int i=1; i <=10; i++){
MyDemo my = new MyDemo(i);
//每一次循环my就会指向新的对象，那么上次的对象就没有变量引用它了，就成垃圾对象
}
//为了看到垃圾回收器工作，我要加下面的代码，让main方法不那么快结束，因为main结束就会导致JVM退出，GC也会跟着结束。
System.gc();//如果不调用这句代码，GC可能不工作，因为当前内存很充足，GC就觉得不着急回收垃圾对象。
//调用这句代码，会让GC尽快来工作。
Thread.sleep(5000);
}
}
class MyDemo{
private int value;
public MyDemo(int value) {
this.value = value;
}
@Override
public String toString() {
return "MyDemo{" + "value=" + value + '}';
}
//重写finalize方法，让大家看一下它的调用效果
@Override
protected void finalize() throws Throwable {
// 正常重写，这里是编写清理系统内存的代码
// 这里写输出语句是为了看到finalize()方法被调用的效果
System.out.println(this+ "轻轻的走了，不带走一段代码....");
}
}
10.3.3 java.lang.Runtime类
每个 Java 应用程序都有一个 Runtime 类实例，使应用程序能够与其运行的环境相连接。可以通过 getRuntime 方法获取当前运行时。 应用程序不能创建自己的 Runtime 类实例。
public static Runtime getRuntime()： 返回与当前 Java 应用程序相关的运行时对象。
public long totalMemory()：返回 Java 虚拟机中的内存总量。此方法返回的值可能随时间的推移而变化，这取决于主机环境。
public long freeMemory()：回 Java 虚拟机中的空闲内存量。调用 gc 方法可能导致 freeMemory 返回值的增加。
package com.atguigu.system;
public class TestRuntime {
public static void main(String[] args) {
Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
long totalMemory = runtime.totalMemory();
String str = "";
for (int i = 0; i < args.length; i++) {
str += i;
}
long freeMemory = runtime.freeMemory();
System.out.println("总内存：" + totalMemory);
System.out.println("空闲内存：" + freeMemory);
System.out.println("已用内存：" + (totalMemory-freeMemory));
}
}
10.4 数组工具类
10.4.1 java.util.Arrays类
java.util.Arrays数组工具类，提供了很多静态方法来对数组进行操作，而且如下每一个方法都有各种重载形式，以下只列出int[]和Object[]类型的，其他类型的数组依次类推：
- 数组元素拼接
- static String toString(int[] a) ：字符串表示形式由数组的元素列表组成，括在方括号（“[]”）中。相邻元素用字符 “, “（逗号加空格）分隔。形式为：[元素1，元素2，元素3。。。]
static String toString(Object[] a) ：字符串表示形式由数组的元素列表组成，括在方括号（”[]”）中。相邻元素用字符 ", "（逗号加空格）分隔。元素将自动调用自己从Object继承的toString方法将对象转为字符串进行拼接，如果没有重写，则返回类型@hash值，如果重写则按重写返回的字符串进行拼接。
- static String toString(int[] a) ：字符串表示形式由数组的元素列表组成，括在方括号（“[]”）中。相邻元素用字符 “, “（逗号加空格）分隔。形式为：[元素1，元素2，元素3。。。]
- 数组排序
- static void sort(int[] a) ：将a数组按照从小到大进行排序
- static void sort(int[] a, int fromIndex, int toIndex) ：将a数组的[fromIndex, toIndex)部分按照升序排列
- static void sort(Object[] a) ：根据元素的自然顺序对指定对象数组按升序进行排序。
- static void sort(T[] a, Comparator c) ：根据指定比较器产生的顺序对指定对象数组进行排序。
- 数组元素的二分查找
- static int binarySearch(int[] a, int key)
- static int binarySearch(Object[] a, Object key) ：要求数组有序，在数组中查找key是否存在，如果存在返回第一次找到的下标，不存在返回负数
- 数组的复制
- static int[] copyOf(int[] original, int newLength) ：根据original原数组复制一个长度为newLength的新数组，并返回新数组
- static T[] copyOf(T[] original,int newLength)：根据original原数组复制一个长度为newLength的新数组，并返回新数组
- static int[] copyOfRange(int[] original, int from, int to) ：复制original原数组的[from,to)构成新数组，并返回新数组
- static T[] copyOfRange(T[] original,int from,int to)：复制original原数组的[from,to)构成新数组，并返回新数组
- 比较两耳数组是否相等
- static boolean equals(int[] a, int[] a2) ：比较两个数组的长度、元素是否完全相同
- static boolean equals(Object[] a,Object[] a2)：比较两个数组的长度、元素是否完全相同
- 填充数组
- static void fill(int[] a, int val) ：用val值填充整个a数组
- static void fill(Object[] a,Object val)：用val对象填充整个a数组
- static void fill(int[] a, int fromIndex, int toIndex, int val)：将a数组[fromIndex,toIndex)部分填充为val值
- static void fill(Object[] a, int fromIndex, int toIndex, Object val) ：将a数组[fromIndex,toIndex)部分填充为val对象
import org.junit.Test;
import java.text.Collator;
import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;
import java.util.Locale;
public class TestArrays {
@Test
public void test01() {
int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5};
System.out.println(Arrays.toString(arr));
Student[] students = new Student[3];
students[0] = new Student("张三", 96);
students[1] = new Student("李四", 85);
students[2] = new Student("王五", 98);
System.out.println(Arrays.toString(students));
}
@Test
public void test02() {
int[] arr = {3, 2, 5, 1, 6};
System.out.println("排序前" + Arrays.toString(arr));
Arrays.sort(arr);
System.out.println("排序后" + Arrays.toString(arr));
Student[] students = new Student[3];
students[0] = new Student("张三", 96);
students[1] = new Student("李四", 85);
students[2] = new Student("王五", 98);
System.out.println(Arrays.toString(students));
Arrays.sort(students);
System.out.println(Arrays.toString(students));
Arrays.sort(students, new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
return Collator.getInstance(Locale.CHINA).compare(((Student) o1).getName(), ((Student) o2).getName());
}
});
System.out.println(Arrays.toString(students));
}
@Test
public void test03() {
int[] arr1 = {1, 2, 3, 4, 5};
int[] arr2 = {1, 2, 3, 4, 5};
System.out.println(Arrays.equals(arr1, arr2));
}
@Test
public void test04() {
int[] arr1 = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
int[] arr2 = Arrays.copyOf(arr1, 5);
int[] arr3 = Arrays.copyOfRange(arr1, 3, 8);
System.out.println(Arrays.toString(arr2));
System.out.println(Arrays.toString(arr3));
Arrays.fill(arr1, 5, 9, 3);
System.out.println(Arrays.toString(arr1));
}
}
package com.atguigu.arrays;
public class Student implements Comparable {
private String name;
private int score;
public Student(String name, int score) {
this.name = name;
this.score = score;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getScore() {
return score;
}
public void setScore(int score) {
this.score = score;
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", score=" + score +
'}';
}
@Override
public int compareTo(Object o) {
return this.score - ((Student)o).score;
}
}
10.4.2 java.lang.System类
系统类中很多好用的方法，其中几个如下：
-
static void arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length)：
从指定源数组中复制一个数组，复制从指定的位置开始，到目标数组的指定位置结束。常用于数组的插入和删除
import org.junit.Test;
import java.util.Arrays;
public class TestSystemArrayCopy {
@Test
public void test01(){
int[] arr1 = {1,2,3,4,5};
int[] arr2 = new int[10];
System.arraycopy(arr1,0,arr2,3,arr1.length);
System.out.println(Arrays.toString(arr1));
System.out.println(Arrays.toString(arr2));
}
@Test
public void test02(){
int[] arr = {1,2,3,4,5};
System.arraycopy(arr,0,arr,1,arr.length-1);
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
@Test
public void test03(){
int[] arr = {1,2,3,4,5};
System.arraycopy(arr,1,arr,0,arr.length-1);
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
}
10.4.3 数组的算法升华
1、数组的扩容
（1）至于新数组的长度定义多少合适，看实际情况，如果新增的元素个数确定，那么可以增加指定长度，如果新增元素个数不确定，那么可以扩容为原来的1.5倍、2倍等
（2）数组扩容太多会造成浪费，太少会导致频繁扩容，效率低下
import org.junit.Test;
import java.util.Arrays;
public class TestArrayExpand {
@Test
public void test01(){
int[] arr = {1,2,3,4,5};
arr = Arrays.copyOf(arr, arr.length+1);
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
@Test
public void test02(){
int[] arr = {1,2,3,4,5};
// arr = Arrays.copyOf(arr, (int)(arr.length*1.5));
arr = Arrays.copyOf(arr, arr.length + (arr.length>>1));
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
@Test
public void test03(){
int[] arr = {1,2,3,4,5};
arr = Arrays.copyOf(arr, arr.length << 1);
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
}
2、删除数组[index]位置的元素
package com.atguigu.arrays;
import org.junit.Test;
import java.util.Arrays;
public class TestArrayRemove {
@Test
public void test01(){
String[] strings = {"hello","java","world","atguigu","chai"};
int total = strings.length;
//删除[0]位置元素
int index = 0;
System.arraycopy(strings, index+1,strings, index,total-index-1);
strings[--total] = null;
System.out.println(Arrays.toString(strings));
//删除[2]位置元素
index = 3;
System.arraycopy(strings, index+1,strings, index, total-index-1);;
strings[--total] = null;
System.out.println(Arrays.toString(strings));
}
}
3、数组[index]位置插入新元素
package com.atguigu.arrays;
import org.junit.Test;
import java.util.Arrays;
public class TestArrayInsert {
@Test
public void test01(){
String[] strings = {"hello","java","world",null,null};
int total = 3;
//在[0]位置插入"haha"
int index = 0;
System.arraycopy(strings, index,strings, index+1,total-index);
total++;
strings[index] = "haha";
System.out.println(Arrays.toString(strings));
}
}
10.5 字符串
java.lang.String 类代表字符串。Java程序中所有的字符串文字（例如"abc" ）都可以被看作是实现此类的实例。字符串是常量；它们的值在创建之后不能更改。字符串缓冲区支持可变的字符串。因为 String 对象是不可变的，所以可以共享。
String 类包括的方法可用于检查序列的单个字符、比较字符串、搜索字符串、提取子字符串、创建字符串副本并将所有字符全部转换为大写或小写。
Java 语言提供对字符串串联符号（“+”）以及将其他对象转换为字符串的特殊支持（toString()方法）。
10.5.1 字符串的特点
1、字符串String类型本身是final声明的，意味着我们不能继承String。
2、字符串的对象也是不可变对象，意味着一旦进行修改，就会产生新对象
我们修改了字符串后，如果想要获得新的内容，必须重新接收。
如果程序中涉及到大量的字符串的修改操作，那么此时的时空消耗比较高。可能需要考虑使用StringBuilder或StringBuffer的可变字符序列。
3、String对象内部是用字符数组进行保存的
JDK1.9之前有一个char[] value数组，JDK1.9之后byte[]数组
"abc" 等效于 char[] data={ 'a' , 'b' , 'c' }。
例如：
String str = "abc";
相当于：
char data[] = {'a', 'b', 'c'};
String str = new String(data);
// String底层是靠字符数组实现的。
4、String类中这个char[] values数组也是final修饰的，意味着这个数组不可变，然后它是private修饰，外部不能直接操作它，String类型提供的所有的方法都是用新对象来表示修改后内容的，所以保证了String对象的不可变。
5、就因为字符串对象设计为不可变，那么所以字符串有常量池来保存很多常量对象
常量池在方法区。
如果细致的划分：
（1）JDK1.6及其之前：方法区
（2）JDK1.7：堆
（3）JDK1.8：元空间
String s1 = "abc";
String s2 = "abc";
System.out.println(s1 == s2);
// 内存中只有一个"abc"对象被创建，同时被s1和s2共享。
10.5.2 构造字符串对象
1、使用构造方法
public String()：初始化新创建的 String对象，以使其表示空字符序列。String(String original)： 初始化一个新创建的String对象，使其表示一个与参数相同的字符序列；换句话说，新创建的字符串是该参数字符串的副本。public String(char[] value)：通过当前参数中的字符数组来构造新的String。public String(char[] value,int offset, int count)：通过字符数组的一部分来构造新的String。public String(byte[] bytes)：通过使用平台的默认字符集解码当前参数中的字节数组来构造新的String。public String(byte[] bytes,String charsetName)：通过使用指定的字符集解码当前参数中的字节数组来构造新的String。
构造举例，代码如下：
//字符串常量对象
String str = "hello";
// 无参构造
String str1 = new String（）；
//创建"hello"字符串常量的副本
String str2 = new String("hello");
//通过字符数组构造
char chars[] = {'a', 'b', 'c','d','e'};
String str3 = new String(chars);
String str4 = new String(chars,0,3);
// 通过字节数组构造
byte bytes[] = {97, 98, 99 };
String str5 = new String(bytes);
String str6 = new String(bytes,"GBK");
2、使用静态方法
- static String copyValueOf(char[] data)： 返回指定数组中表示该字符序列的 String
- static String copyValueOf(char[] data, int offset, int count)：返回指定数组中表示该字符序列的 String
- static String valueOf(char[] data) ： 返回指定数组中表示该字符序列的 String
- static String valueOf(char[] data, int offset, int count) ： 返回指定数组中表示该字符序列的 String
- static String valueOf(xx value)：xx支持各种数据类型，返回各种数据类型的value参数的字符串表示形式。
public static void main(String[] args) {
char[] data = {'h','e','l','l','o','j','a','v','a'};
String s1 = String.copyValueOf(data);
String s2 = String.copyValueOf(data,0,5);
int num = 123456;
String s3 = String.valueOf(num);
System.out.println(s1);
System.out.println(s2);
System.out.println(s3);
}
3、使用""+
任意数据类型与"字符串"进行拼接，结果都是字符串
public static void main(String[] args) {
int num = 123456;
String s = num + "";
System.out.println(s);
Student stu = new Student();
String s2 = stu + "";//自动调用对象的toString()，然后与""进行拼接
System.out.println(s2);
}
10.5.3 字符串的对象的个数
1、字符串常量对象
String str1 = "hello";//1个，在常量池中
2、字符串的普通对象和常量对象一起
String str3 = new String("hello");
//str3首先指向堆中的一个字符串对象，然后堆中字符串的value数组指向常量池中常量对象的value数组
3、面试题
String str1 = "hello";
String str2 = new String("hello");
//上面的代码一共有几个字符串对象。
//2个
10.5.4 字符串对象的内存分析
String s;
String s = null;
String s = "";
String s = new String();
String s = new String("");
String s = "abc";
String s = new String("abc");
char[] arr = {'a','b'};
String s = new String(arr);
char[] arr = {'a','b','c','d','e'};
String s = new String(arr,0,3);
10.5.5 字符串拼接问题
1、拼接结果的存储和比较问题
原则：
（1）常量+常量：结果是常量池
（2）常量与变量 或 变量与变量：结果是堆
（3）拼接后调用intern方法：结果在常量池
@Test
public void test06(){
String s1 = "hello";
String s2 = "world";
String s3 = "helloworld";
String s4 = (s1 + "world").intern();//把拼接的结果放到常量池中
String s5 = (s1 + s2).intern();
System.out.println(s3 == s4);//true
System.out.println(s3 == s5);//true
}
@Test
public void test05(){
final String s1 = "hello";
final String s2 = "world";
String s3 = "helloworld";
String s4 = s1 + "world";//s4字符串内容也helloworld，s1是常量，"world"常量，常量+ 常量 结果在常量池中
String s5 = s1 + s2;//s5字符串内容也helloworld，s1和s2都是常量，常量+ 常量 结果在常量池中
String s6 = "hello" + "world";//常量+ 常量 结果在常量池中，因为编译期间就可以确定结果
System.out.println(s3 == s4);//true
System.out.println(s3 == s5);//true
System.out.println(s3 == s6);//true
}
@Test
public void test04(){
String s1 = "hello";
String s2 = "world";
String s3 = "helloworld";
String s4 = s1 + "world";//s4字符串内容也helloworld，s1是变量，"world"常量，变量 + 常量的结果在堆中
String s5 = s1 + s2;//s5字符串内容也helloworld，s1和s2都是变量，变量 + 变量的结果在堆中
String s6 = "hello" + "world";//常量+ 常量 结果在常量池中，因为编译期间就可以确定结果
System.out.println(s3 == s4);//false
System.out.println(s3 == s5);//false
System.out.println(s3 == s6);//true
}
2、拼接效率问题
public class TestString {
public static void main(String[] args) {
String str = "0";
for (int i = 0; i <= 5; i++) {
str += i;
}
System.out.println(str);
}
}
不过现在的JDK版本，都会使用可变字符序列对如上代码进行优化，我们反编译查看字节码：
javap -c TestString.class
3、两种拼接
public class TestString {
public static void main(String[] args) {
String str = "hello";
String str2 = "world";
String str3 ="helloworld";
String str4 = "hello".concat("world");
String str5 = "hello"+"world";
System.out.println(str3 == str4);//false
System.out.println(str3 == str5);//true
}
}
concat方法拼接，哪怕是两个常量对象拼接，结果也是在堆。
10.5.6 字符串对象的比较
1、==：比较是对象的地址
只有两个字符串变量都是指向字符串的常量对象时，才会返回true
String str1 = "hello";
String str2 = "hello";
System.out.println(str1 == str2);//true
String str3 = new String("hello");
String str4 = new String("hello");
System.out.println(str1 == str4); //false
System.out.println(str3 == str4); //false
2、equals：比较是对象的内容，因为String类型重写equals，区分大小写
只要两个字符串的字符内容相同，就会返回true
String str1 = "hello";
String str2 = "hello";
System.out.println(str1.equals(str2));//true
String str3 = new String("hello");
String str4 = new String("hello");
System.out.println(str1.equals(str3));//true
System.out.println(str3.equals(str4));//true
3、equalsIgnoreCase：比较的是对象的内容，不区分大小写
String str1 = new String("hello");
String str2 = new String("HELLO");
System.out.println(str1.equalsIgnoreCase(strs)); //true
4、compareTo：String类型重写了Comparable接口的抽象方法，自然排序，按照字符的Unicode编码值进行比较大小的，严格区分大小写
String str1 = "hello";
String str2 = "world";
str1.compareTo(str2) //小于0的值
5、compareToIgnoreCase：不区分大小写，其他按照字符的Unicode编码值进行比较大小
String str1 = new String("hello");
String str2 = new String("HELLO");
str1.compareToIgnoreCase(str2) //等于0
10.5.7 空字符的比较
1、哪些是空字符串
String str1 = "";
String str2 = new String();
String str3 = new String("");
空字符串：长度为0
2、如何判断某个字符串是否是空字符串
if("".equals(str))
if(str!=null && str.isEmpty())
if(str!=null && str.equals(""))
if(str!=null && str.length()==0)
10.5.8 字符串的常用方法
1、系列1：常用方法
（1）boolean isEmpty()：字符串是否为空
（2）int length()：返回字符串的长度
（3）String concat(xx)：拼接，等价于+
（4）boolean equals(Object obj)：比较字符串是否相等，区分大小写
（5）boolean equalsIgnoreCase(Object obj)：比较字符串是否相等，不区分大小写
（6）int compareTo(String other)：比较字符串大小，区分大小写，按照Unicode编码值比较大小
（7）int compareToIgnoreCase(String other)：比较字符串大小，不区分大小写
（8）String toLowerCase()：将字符串中大写字母转为小写
（9）String toUpperCase()：将字符串中小写字母转为大写
（10）String trim()：去掉字符串前后空白符
（11）public String intern()：结果在常量池中共享
@Test
public void test01(){
//将用户输入的单词全部转为小写，如果用户没有输入单词，重新输入
Scanner input = new Scanner(System.in);
String word;
while(true){
System.out.print("请输入单词：");
word = input.nextLine();
if(word.trim().length()!=0){
word = word.toLowerCase();
break;
}
}
System.out.println(word);
}
@Test
public void test02(){
//随机生成验证码，验证码由0-9，A-Z,a-z的字符组成
char[] array = new char[26*2+10];
for (int i = 0; i < 10; i++) {
array[i] = (char)('0' + i);
}
for (int i = 10,j=0; i < 10+26; i++,j++) {
array[i] = (char)('A' + j);
}
for (int i = 10+26,j=0; i < array.length; i++,j++) {
array[i] = (char)('a' + j);
}
String code = "";
Random rand = new Random();
for (int i = 0; i < 4; i++) {
code += array[rand.nextInt(array.length)];
}
System.out.println("验证码：" + code);
//将用户输入的单词全部转为小写，如果用户没有输入单词，重新输入
Scanner input = new Scanner(System.in);
System.out.print("请输入验证码：");
String inputCode = input.nextLine();
if(!code.equalsIgnoreCase(inputCode)){
System.out.println("验证码输入不正确");
}
}
2、系列2：查找
（11）boolean contains(xx)：是否包含xx
（12）int indexOf(xx)：从前往后找当前字符串中xx，即如果有返回第一次出现的下标，要是没有返回-1
（13）int lastIndexOf(xx)：从后往前找当前字符串中xx，即如果有返回最后一次出现的下标，要是没有返回-1
@Test
public void test01(){
String str = "尚硅谷是一家靠谱的培训机构，尚硅谷可以说是IT培训的小清华，JavaEE是尚硅谷的当家学科，尚硅谷的大数据培训是行业独角兽。尚硅谷的前端和运维专业一样独领风骚。";
System.out.println("是否包含清华：" + str.contains("清华"));
System.out.println("培训出现的第一次下标：" + str.indexOf("培训"));
System.out.println("培训出现的最后一次下标：" + str.lastIndexOf("培训"));
}
3、系列3：字符串截取
（14）String substring(int beginIndex) ：返回一个新的字符串，它是此字符串的从beginIndex开始截取到最后的一个子字符串。
（15）String substring(int beginIndex, int endIndex) ：返回一个新字符串，它是此字符串从beginIndex开始截取到endIndex(不包含)的一个子字符串。
@Test
public void test01(){
String str = "helloworldjavaatguigu";
String sub1 = str.substring(5);
String sub2 = str.substring(5,10);
System.out.println(sub1);
System.out.println(sub2);
}
@Test
public void test02(){
String fileName = "快速学习Java的秘诀.dat";
//截取文件名
System.out.println("文件名：" + fileName.substring(0,fileName.lastIndexOf(".")));
//截取后缀名
System.out.println("后缀名：" + fileName.substring(fileName.lastIndexOf(".")));
}
4、系列4：和字符相关
（16）char charAt(index)：返回[index]位置的字符
（17）char[] toCharArray()： 将此字符串转换为一个新的字符数组返回
（18）String(char[] value)：返回指定数组中表示该字符序列的 String。
（19）String(char[] value, int offset, int count)：返回指定数组中表示该字符序列的 String。
（20）static String copyValueOf(char[] data)： 返回指定数组中表示该字符序列的 String
（21）static String copyValueOf(char[] data, int offset, int count)：返回指定数组中表示该字符序列的 String
（22）static String valueOf(char[] data, int offset, int count) ： 返回指定数组中表示该字符序列的 String
（23）static String valueOf(char[] data) ：返回指定数组中表示该字符序列的 String
@Test
public void test01(){
//将字符串中的字符按照大小顺序排列
String str = "helloworldjavaatguigu";
char[] array = str.toCharArray();
Arrays.sort(array);
str = new String(array);
System.out.println(str);
}
@Test
public void test02(){
//将首字母转为大写
String str = "jack";
str = Character.toUpperCase(str.charAt(0))+str.substring(1);
System.out.println(str);
}
5、系列5：编码与解码
（24）byte[] getBytes()：编码，把字符串变为字节数组，按照平台默认的字符编码方式进行编码
byte[] getBytes(字符编码方式)：按照指定的编码方式进行编码
（25）new String(byte[] ) 或 new String(byte[], int, int)：解码，按照平台默认的字符编码进行解码
new String(byte[]，字符编码方式 ) 或 new String(byte[], int, int，字符编码方式)：解码，按照指定的编码方式进行解码
（编码方式见附录10.7.1）
package com.atguigu.string;
import org.junit.Test;
public class StringMethod5 {
@Test
public void test01()throws Exception{
byte[] data = {(byte)0B11100101, (byte)0B10110000, (byte)0B10011010, (byte)0B11000111, (byte)0B10101011,(byte)0B01110110};
System.out.println(new String(data,"ISO8859-1"));
System.out.println(new String(data,"GBK"));
System.out.println(new String(data,"UTF-8"));
}
@Test
public void test02() throws Exception {
String str = "中国";
System.out.println(str.getBytes("ISO8859-1").length);// 2
// ISO8859-1把所有的字符都当做一个byte处理，处理不了多个字节
System.out.println(str.getBytes("GBK").length);// 4 每一个中文都是对应2个字节
System.out.println(str.getBytes("UTF-8").length);// 6 常规的中文都是3个字节
/*
* 不乱码：（1）保证编码与解码的字符集名称一样（2）不缺字节
*/
System.out.println(new String(str.getBytes("ISO8859-1"), "ISO8859-1"));// 乱码
System.out.println(new String(str.getBytes("GBK"), "GBK"));// 中国
System.out.println(new String(str.getBytes("UTF-8"), "UTF-8"));// 中国
}
}
6、系列6：开头与结尾
（26）boolean startsWith(xx)：是否以xx开头
（27）boolean endsWith(xx)：是否以xx结尾
@Test
public void test2(){
String name = "张三";
System.out.println(name.startsWith("张"));
}
@Test
public void test(){
String file = "Hello.txt";
if(file.endsWith(".java")){
System.out.println("Java源文件");
}else if(file.endsWith(".class")){
System.out.println("Java字节码文件");
}else{
System.out.println("其他文件");
}
}
7、系列7：正则匹配
（28）boolean matchs(正则表达式)：判断当前字符串是否匹配某个正则表达式。（正则表达式见附录10.7.2）
@Test
public void test1(){
//简单判断是否全部是数字，这个数字可以是1~n位
String str = "12a345";
//正则不是Java的语法，它是独立与Java的规则
//在正则中\是表示转义，
//同时在Java中\也是转义
boolean flag = str.matches("\\d+");
System.out.println(flag);
}
@Test
public void test2(){
String str = "123456789";
//判断它是否全部由数字组成，并且第1位不能是0，长度为9位
//第一位不能是0，那么数字[1-9]
//接下来8位的数字，那么[0-9]{8}+
boolean flag = str.matches("[1-9][0-9]{8}+");
System.out.println(flag);
}
@Test
public void test03(){
//密码要求：必须有大写字母，小写字母，数字组成，6位
System.out.println("Cly892".matches("^(?=.*[A-Z])(?=.*[a-z])(?=.*[0-9])[A-Za-z0-9]{6}$"));//true
System.out.println("1A2c45".matches("^(?=.*[A-Z])(?=.*[a-z])(?=.*[0-9])[A-Za-z0-9]{6}$"));//true
System.out.println("Clyyyy".matches("^(?=.*[A-Z])(?=.*[0-9])[A-Za-z0-9]{6}$"));//false
}
8、系列8：替换
（29）String replace(xx,xx)：不支持正则
（30）String replaceFirst(正则，value)：替换第一个匹配部分
（31）String repalceAll(正则， value)：替换所有匹配部分
@Test
public void test4(){
String str = "hello244world.java;887";
//把其中的非字母去掉
str = str.replaceAll("[^a-zA-Z]", "");
System.out.println(str);
}
9、系列9：拆分
（32）String[] split(正则)：按照某种规则进行拆分
@Test
public void test4(){
String str = "张三.23|李四.24|王五.25";
//|在正则中是有特殊意义，我这里要把它当做普通的|
String[] all = str.split("\\|");
//转成一个一个学生对象
Student[] students = new Student[all.length];
for (int i = 0; i < students.length; i++) {
//.在正则中是特殊意义，我这里想要表示普通的.
String[] strings = all[i].split("\\.");//张三, 23
String name = strings[0];
int age = Integer.parseInt(strings[1]);
students[i] = new Student(name,age);
}
for (int i = 0; i < students.length; i++) {
System.out.println(students[i]);
}
}
@Test
public void test3(){
String str = "1Hello2World3java4atguigu5";
str = str.replaceAll("^\\d|\\d$", "");
String[] all = str.split("\\d");
for (int i = 0; i < all.length; i++) {
System.out.println(all[i]);
}
}
@Test
public void test2(){
String str = "1Hello2World3java4atguigu";
str = str.replaceFirst("\\d", "");
System.out.println(str);
String[] all = str.split("\\d");
for (int i = 0; i < all.length; i++) {
System.out.println(all[i]);
}
}
@Test
public void test1(){
String str = "Hello World java atguigu";
String[] all = str.split(" ");
for (int i = 0; i < all.length; i++) {
System.out.println(all[i]);
}
}
10.6 可变字符序列
10.6.1 String与可变字符序列的区别
因为String对象是不可变对象，虽然可以共享常量对象，但是对于频繁字符串的修改和拼接操作，效率极低。因此，JDK又在java.lang包提供了可变字符序列StringBuilder和StringBuffer类型。
StringBuffer：老的，线程安全的（因为它的方法有synchronized修饰）
StringBuilder：线程不安全的
10.6.2 StringBuilder、StringBuffer的API
常用的API，StringBuilder、StringBuffer的API是完全一致的
（1）StringBuffer append(xx)：拼接，追加
（2）StringBuffer insert(int index, xx)：在[index]位置插入xx
（3）StringBuffer delete(int start, int end)：删除[start,end)之间字符
StringBuffer deleteCharAt(int index)：删除[index]位置字符
（4）void setCharAt(int index, xx)：替换[index]位置字符
（5）StringBuffer reverse()：反转
（6）void setLength(int newLength) ：设置当前字符序列长度为newLength
（7）StringBuffer replace(int start, int end, String str)：替换[start,end)范围的字符序列为str
（8）int indexOf(String str)：在当前字符序列中查询str的第一次出现下标
int indexOf(String str, int fromIndex)：在当前字符序列[fromIndex,最后]中查询str的第一次出现下标
int lastIndexOf(String str)：在当前字符序列中查询str的最后一次出现下标
int lastIndexOf(String str, int fromIndex)：在当前字符序列[fromIndex,最后]中查询str的最后一次出现下标
（9）String substring(int start)：截取当前字符序列[start,最后]
（10）String substring(int start, int end)：截取当前字符序列[start,end)
（11）String toString()：返回此序列中数据的字符串表示形式
@Test
public void test6(){
StringBuilder s = new StringBuilder("helloworld");
s.setLength(30);
System.out.println(s);
}
@Test
public void test5(){
StringBuilder s = new StringBuilder("helloworld");
s.setCharAt(2, 'a');
System.out.println(s);
}
@Test
public void test4(){
StringBuilder s = new StringBuilder("helloworld");
s.reverse();
System.out.println(s);
}
@Test
public void test3(){
StringBuilder s = new StringBuilder("helloworld");
s.delete(1, 3);
s.deleteCharAt(4);
System.out.println(s);
}
@Test
public void test2(){
StringBuilder s = new StringBuilder("helloworld");
s.insert(5, "java");
s.insert(5, "chailinyan");
System.out.println(s);
}
@Test
public void test1(){
StringBuilder s = new StringBuilder();
s.append("hello").append(true).append('a').append(12).append("atguigu");
System.out.println(s);
System.out.println(s.length());
}
10.6.3 效率测试
package com.atguigu.stringbuffer;
import org.junit.Test;
public class TestTime {
@Test
public void testString(){
long start = System.currentTimeMillis();
String s = new String("0");
for(int i=1;i<=10000;i++){
s += i;
}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("String拼接+用时："+(end-start));//367
long memory = Runtime.getRuntime().totalMemory() - Runtime.getRuntime().freeMemory();
System.out.println("String拼接+memory占用内存: " + memory);//473081920字节
}
@Test
public void testStringBuilder(){
long start = System.currentTimeMillis();
StringBuilder s = new StringBuilder("0");
for(int i=1;i<=10000;i++){
s.append(i);
}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("StringBuilder拼接+用时："+(end-start));//5
long memory = Runtime.getRuntime().totalMemory() - Runtime.getRuntime().freeMemory();
System.out.println("StringBuilder拼接+memory占用内存: " + memory);//13435032
}
@Test
public void testStringBuffer(){
long start = System.currentTimeMillis();
StringBuffer s = new StringBuffer("0");
for(int i=1;i<=10000;i++){
s.append(i);
}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("StringBuffer拼接+用时："+(end-start));//5
long memory = Runtime.getRuntime().totalMemory() - Runtime.getRuntime().freeMemory();
System.out.println("StringBuffer拼接+memory占用内存: " + memory);//13435032
}
}
10.7 附录
10.7.1 字符编码的发展
1、ASCII码
计算机一开始发明的时候是用来解决数字计算的问题，后来人们发现，计算机还可以做更多的事，例如文本处理。但由于计算机只识“数”，因此人们必须告诉计算机哪个数字来代表哪个特定字符，例如65代表字母‘A’，66代表字母‘B’，以此类推。但是计算机之间字符-数字的对应关系必须得一致，否则就会造成同一段数字在不同计算机上显示出来的字符不一样。因此美国国家标准协会ANSI制定了一个标准，规定了常用字符的集合以及每个字符对应的编号，这就是ASCII字符集（Character Set），也称ASCII码。
那时候的字符编解码系统非常简单，就是简单的查表过程。其中：
- 0～31及127(共33个)是控制字符或通信专用字符（其余为可显示字符），如控制符：LF（换行）、CR（回车）、FF（换页）、DEL（删除）、BS（退格)
- 32～126(共95个)是字符(32是空格），其中48～57为0到9十个阿拉伯数字。65～90为26个大写英文字母，97～122号为26个小写英文字母，其余为一些标点符号、运算符号等。
2、OEM字符集的衍生
当计算机开始发展起来的时候，人们逐渐发现，ASCII字符集里那可怜的128个字符已经不能再满足他们的需求了。人们就在想，一个字节能够表示的数字（编号）有256个，而ASCII字符只用到了0x00~0x7F，也就是占用了前128个，后面128个数字不用白不用，因此很多人打起了后面这128个数字的主意。可是问题在于，很多人同时有这样的想法，但是大家对于0x80-0xFF这后面的128个数字分别对应什么样的字符，却有各自的想法。这就导致了当时销往世界各地的机器上出现了大量各式各样的OEM字符集。不同的OEM字符集导致人们无法跨机器交流各种文档。例如职员甲发了一封简历résumés给职员乙，结果职员乙看到的却是r?sum?s，因为é字符在职员甲机器上的OEM字符集中对应的字节是0x82，而在职员乙的机器上，由于使用的OEM字符集不同，对0x82字节解码后得到的字符却是?。
3、多字节字符集（MBCS）和中文字符集
上面我们提到的字符集都是基于单字节编码，也就是说，一个字节翻译成一个字符。这对于拉丁语系国家来说可能没有什么问题，因为他们通过扩展第8个比特，就可以得到256个字符了，足够用了。但是对于亚洲国家来说，256个字符是远远不够用的。因此这些国家的人为了用上电脑，又要保持和ASCII字符集的兼容，就发明了多字节编码方式，相应的字符集就称为多字节字符集（Muilti-Bytes Charecter Set）。例如中国使用的就是双字节字符集编码。
例如目前最常用的中文字符集GB2312，涵盖了所有简体字符以及一部分其他字符；GBK（K代表扩展的意思）则在GB2312的基础上加入了对繁体字符等其他非简体字符。这两个字符集的字符都是使用1-2个字节来表示。Windows系统采用936代码页来实现对GBK字符集的编解码。在解析字节流的时候，如果遇到字节的最高位是0的话，那么就使用936代码页中的第1张码表进行解码，这就和单字节字符集的编解码方式一致了。如果遇到字节的最高位是1的话，那么就表示需要两个字节值才能对应一个字符。
4、ANSI标准、国家标准、ISO标准
不同ASCII衍生字符集的出现，让文档交流变得非常困难，因此各种组织都陆续进行了标准化流程。例如美国ANSI组织制定了ANSI标准字符编码（注意，我们现在通常说到ANSI编码，通常指的是平台的默认编码，例如英文操作系统中是ISO-8859-1，中文系统是GBK），ISO组织制定的各种ISO标准字符编码，还有各国也会制定一些国家标准字符集，例如中国的GBK，GB2312和GB18030。
操作系统在发布的时候，通常会往机器里预装这些标准的字符集还有平台专用的字符集，这样只要你的文档是使用标准字符集编写的，通用性就比较高了。例如你用GB2312字符集编写的文档，在中国大陆内的任何机器上都能正确显示。同时，我们也可以在一台机器上阅读多个国家不同语言的文档了，前提是本机必须安装该文档使用的字符集。
5、Unicode的出现
虽然通过使用不同字符集，我们可以在一台机器上查阅不同语言的文档，但是我们仍然无法解决一个问题：如果一份文档中含有不同国家的不同语言的字符，那么无法在一份文档中显示所有字符。为了解决这个问题，我们需要一个全人类达成共识的巨大的字符集，这就是Unicode字符集。
Unicode字符集涵盖了目前人类使用的所有字符，并为每个字符进行统一编号，分配唯一的字符码（Code Point）。Unicode字符集将所有字符按照使用上的频繁度划分为17个层面（Plane），每个层面上有216=65536个字符码空间。其中第0个层面BMP，基本涵盖了当今世界用到的所有字符。其他的层面要么是用来表示一些远古时期的文字，要么是留作扩展。我们平常用到的Unicode字符，一般都是位于BMP层面上的。目前Unicode字符集中尚有大量字符空间未使用。
在内存中每一个字符使用它在Unicode字符集中的唯一编码值表示，这是没有问题的。因为Unicode字符集中字符编码值的范围是[0, 65535]，在Java的JVM内存中无论这个字符的编码值是多少，都分配2个字节。
但是在其他环境中，例如文件中、IO流中等，Unicode就不完美了，这里有三个的问题，一个是，在文件或IO流中英文字母等ASCII码表中的字符只用一个字节表示，第二个问题是如何才能区别这是Unicode和ASCII，即计算机怎么知道两个字节表示一个符号，而不是分别表示两个符号呢？第三个，如果和GBK等双字节编码方式一样，用最高位是1或0表示两个字节和一个字节，就少了很多值无法用于表示字符，不够表示所有字符。Unicode在很长一段时间内无法推广，直到互联网的出现，为解决Unicode如何在网络上传输的问题，于是面向传输的众多 UTF（UCS Transfer Format）标准出现了，顾名思义，UTF-8就是每次8个位传输数据，而UTF-16就是每次16个位。UTF-8就是在互联网上使用最广的一种Unicode的实现方式，这是为传输而设计的编码，并使编码无国界，这样就可以显示全世界上所有文化的字符了。
UTF-8最大的一个特点，就是它是一种变长的编码方式。它可以使用1~4个字节表示一个符号。从unicode到uft-8并不是直接的对应，而是要过一些算法和规则来转换（即Uncidoe字符集≠UTF-8编码方式）。
Unicode符号范围 | UTF-8编码方式
(十六进制) | （二进制）
—————————————————————–
0000 0000-0000 007F | 0xxxxxxx（兼容原来的ASCII）
0000 0080-0000 07FF | 110xxxxx 10xxxxxx
0000 0800-0000 FFFF | 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
0001 0000-0010 FFFF | 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
因此，Unicode只是定义了一个庞大的、全球通用的字符集，并为每个字符规定了唯一确定的编号，具体存储成什么样的字节流，取决于字符编码方案。推荐的Unicode编码是UTF-16和UTF-8。
早期字符编码、字符集和代码页等概念都是表达同一个意思。例如GB2312字符集、GB2312编码，936代码页，实际上说的是同个东西。
但是对于Unicode则不同，Unicode字符集只是定义了字符的集合和唯一编号，Unicode编码，则是对UTF-8、UCS-2/UTF-16等具体编码方案的统称而已，并不是具体的编码方案。所以当需要用到字符编码的时候，你可以写gb2312，codepage936，utf-8，utf-16，但请不要写Unicode。
10.7.2 正则表达式
正则表达式，又称规则表达式（英语：Regular Expression，在代码中常简写为regex、regexp或RE）。正则表达式是对字符串操作的一种逻辑公式，就是用事先定义好的一些特定字符、及这些特定字符的组合，组成一个“规则字符串”，这个“规则字符串”用来表达对字符串的一种过滤逻辑。通常被用来检索、替换那些符合某个模式(规则)的文本。
1、正则表达式构造摘要
（1）字符类
[abc]：a、b 或 c（简单类）
[^abc]：任何字符，除了 a、b 或 c（否定）
[a-zA-Z]：a 到 z 或 A 到 Z，两头的字母包括在内（范围）
（2）预定义字符类
.：任何字符（与行结束符可能匹配也可能不匹配）
\d：数字：[0-9]
\D：非数字： [^0-9]
\s：空白字符：[ \t\n\x0B\f\r]
\S：非空白字符：[^\s]
\w：单词字符：[a-zA-Z_0-9]
\W：非单词字符：[^\w]
（3）POSIX 字符类（仅 US-ASCII）
\p{Lower} 小写字母字符：[a-z]
\p{Upper} 大写字母字符：[A-Z]
\p{ASCII} 所有 ASCII：[\x00-\x7F]
\p{Alpha} 字母字符：[\p{Lower}\p{Upper}]
\p{Digit}十进制数字：[0-9]
\p{Alnum} 字母数字字符：[\p{Alpha}\p{Digit}]
\p{Punct}标点符号：!"#$%&'()*+,-./:;<=>?@[]^_`{|}~
\p{Blank}空格或制表符：[ \t]
（4）边界匹配器
^：行的开头
$：行的结尾
（5）Greedy 数量词
X?：X，一次或一次也没有
X*：X，零次或多次
X+：X，一次或多次
X{n}：X，恰好 n 次
X{n,}：X，至少 n 次
X{n,m}：X，至少 n 次，但是不超过 m 次
（6）Logical 运算符
XY：X 后跟 Y
X|Y：X 或 Y
(X)：X，作为捕获组
（7）特殊构造（非捕获）
(?:X) X，作为非捕获组
(?=X) X，通过零宽度的正 lookahead
(?!X) X，通过零宽度的负 lookahead
(?<=X) X，通过零宽度的正 lookbehind
(?
(?>X) X，作为独立的非捕获组
2、常见的正则表达式示例
-
验证用户名和密码，要求第一个字必须为字母，一共6~16位字母数字下划线组成：（1\w{5,15}$）
-
验证电话号码：xxx/xxxx-xxxxxxx/xxxxxxxx：（^(\d{3,4}-)\d{7,8}$）
-
验证手机号码：( ^(13[0-9]|14[5|7]|15[0|1|2|3|5|6|7|8|9]|18[0|1|2|3|5|6|7|8|9])\d{8}$ )
-
验证身份证号： (\d{15}$)|(^\d{18}$)|(\d{17}(\d|X|x)$)
-
验证Email地址：(^\w+([-+.]\w+)@\w+([-.]\w+).\w+([-.]\w+)*$)
-
只能输入由数字和26个英文字母组成的字符串：(2+$)
-
整数或者小数：(3+(.[0-9]+){0,1}$)
-
中文字符的正则表达式：([\u4e00-\u9fa5])
-
金额校验(非零开头的最多带两位小数的数字)：(^([1-9][0-9]*)+(.[0-9]{1,2})?$)
-
IPV4地址：(((\d{1,2})|(1\d{1,2})|(2[0-4]\d)|(25[0-5]))\.){3}((\d{1,2})|(1\d{1,2})|(2[0-4]\d)|(25[0-5]))
egular Expression，在代码中常简写为regex、regexp或RE）。正则表达式是对字符串操作的一种逻辑公式，就是用事先定义好的一些特定字符、及这些特定字符的组合，组成一个“规则字符串”，这个“规则字符串”用来表达对字符串的一种过滤逻辑。通常被用来检索、替换那些符合某个模式(规则)的文本。
1、正则表达式构造摘要
（1）字符类
[abc]：a、b 或 c（简单类）
[^abc]：任何字符，除了 a、b 或 c（否定）
[a-zA-Z]：a 到 z 或 A 到 Z，两头的字母包括在内（范围）
（2）预定义字符类
.：任何字符（与行结束符可能匹配也可能不匹配）
\d：数字：[0-9]
\D：非数字： [^0-9]
\s：空白字符：[ \t\n\x0B\f\r]
\S：非空白字符：[^\s]
\w：单词字符：[a-zA-Z_0-9]
\W：非单词字符：[^\w]
（3）POSIX 字符类（仅 US-ASCII）
\p{Lower} 小写字母字符：[a-z]
\p{Upper} 大写字母字符：[A-Z]
\p{ASCII} 所有 ASCII：[\x00-\x7F]
\p{Alpha} 字母字符：[\p{Lower}\p{Upper}]
\p{Digit}十进制数字：[0-9]
\p{Alnum} 字母数字字符：[\p{Alpha}\p{Digit}]
\p{Punct}标点符号：!"#$%&'()*+,-./:;<=>?@[]^_`{|}~
\p{Blank}空格或制表符：[ \t]
（4）边界匹配器
^：行的开头
$：行的结尾
（5）Greedy 数量词
X?：X，一次或一次也没有
X*：X，零次或多次
X+：X，一次或多次
X{n}：X，恰好 n 次
X{n,}：X，至少 n 次
X{n,m}：X，至少 n 次，但是不超过 m 次
（6）Logical 运算符
XY：X 后跟 Y
X|Y：X 或 Y
(X)：X，作为捕获组
（7）特殊构造（非捕获）
(?:X) X，作为非捕获组
(?=X) X，通过零宽度的正 lookahead
(?!X) X，通过零宽度的负 lookahead
(?<=X) X，通过零宽度的正 lookbehind
(?
(?>X) X，作为独立的非捕获组
2、常见的正则表达式示例
-
验证用户名和密码，要求第一个字必须为字母，一共6~16位字母数字下划线组成：（4\w{5,15}$）
-
验证电话号码：xxx/xxxx-xxxxxxx/xxxxxxxx：（^(\d{3,4}-)\d{7,8}$）
-
验证手机号码：( ^(13[0-9]|14[5|7]|15[0|1|2|3|5|6|7|8|9]|18[0|1|2|3|5|6|7|8|9])\d{8}$ )
-
验证身份证号： (\d{15}$)|(^\d{18}$)|(\d{17}(\d|X|x)$)
-
验证Email地址：(^\w+([-+.]\w+)@\w+([-.]\w+).\w+([-.]\w+)*$)
-
只能输入由数字和26个英文字母组成的字符串：(5+$)
-
整数或者小数：(6+(.[0-9]+){0,1}$)
-
中文字符的正则表达式：([\u4e00-\u9fa5])
-
金额校验(非零开头的最多带两位小数的数字)：(^([1-9][0-9]*)+(.[0-9]{1,2})?$)
-
IPV4地址：(((\d{1,2})|(1\d{1,2})|(2[0-4]\d)|(25[0-5]))\.){3}((\d{1,2})|(1\d{1,2})|(2[0-4]\d)|(25[0-5]))
a-zA-Z ↩︎
A-Za-z0-9 ↩︎
0-9 ↩︎
a-zA-Z ↩︎
A-Za-z0-9 ↩︎
0-9 ↩︎