一、API

1.1、概述

    Java 的API（API: **A**pplication(应用) **P**rogramming(程序) **I**nterface(接口)）
    Java API就是JDK中提供给我们使用的类，这些类将底层的代码实现封装了起来，我们不需要关心这些类是如何实现的，只需要学习这些类如何使用即可。
    在JDK安装目录下有个src.zip文件，这个文件解压缩后里面的内容是所有Java类的源文件。可以在其中查看相对应的类的源码。
    我们在每次查看类中的方法时，都打开源代码进行查看，这种方式过于麻烦。其实，我们可以通过查帮助文档的方式，来了解Java提供的API如何使用。如下图操作：查找Object类。

二、Object类

2.1、概述

    Object类是Java语言中的根类，即所有类的父类。它中描述的所有方法子类都可以使用。所有类在创建对象的时候，最终找的父类就是Object。

    在Object类众多方法中，我们先学习equals方法与toString方法，其他方法后面课程中会陆续学到。

2.2、equals方法

2.2.1、说明

    equals方法，用于比较两个对象是否相同，它其实就是使用两个对象的内存地址在比较。Object类中的equals方法内部使用的就是==比较运算符。

    在开发中要比较两个对象是否相同，经常会根据对象中的属性值进行比较，也就是在开发经常需要子类重写equals方法根据对象的属性值进行比较。如下代码演示：

2.2.2、代码

/*
     描述人这个类，并定义功能根据年龄判断是否是同龄人
     由于要根据指定类的属性进行比较，这时只要覆盖Object中的equals方法
     在方法体中根据类的属性值进行比较
 */
class Person extends Object{
    int age ;
    //复写父类的equals方法，实现自己的比较方式
    public boolean equals(Object obj) {
        //判断当前调用equals方法的对象和传递进来的对象是否是同一个
        if(this == obj){
            return true;
        }
        //判断传递进来的对象是否是Person类型
        if(!(obj instanceof Person)){
            return false;
        }
        //将obj向下转型为Perosn引用，访问其属性
        Person p = (Person)obj;
        return this.age == p.age;
    }
}

注意：在复写Object中的equals方法时，一定要注意public boolean equals(Object obj)的参数是Object类型，在调用对象的属性时，一定要进行类型转换，在转换之前必须进行类型判断。

2.3、toString方法

2.3.1、概述

    toString方法返回该对象的字符串表示，其实该字符串内容就是对象的类型+@+内存地址值。

    由于toString方法返回的结果是内存地址，而在开发中，经常需要按照对象的属性得到相应的字符串表现形式，因此也需要重写它

2.3.2、代码

class Person extends Object{
    int age ;
    //根据Person类的属性重写toString方法
    public String toString() {
        return "Person [age=" + age + "]";
    }
}

三、字符串缓冲区

3.1、StringBuffer类

3.1.1、概述

    在学习String类时，API中说字符串缓冲区支持可变的字符串，什么是字符串缓冲区呢？接下来我们来研究下字符串缓冲区。

    查阅StringBuffer的API，StringBuffer又称为可变字符序列，它是一个类似于 String 的字符串缓冲区，通过某些方法调用可以改变该序列的长度和内容。

    原来StringBuffer是个字符串的缓冲区，即就是它是一个容器，容器中可以装很多字符串。并且能够对其中的字符串进行各种操作。

3.1.2、方法

public static void main(String[] args){
    创建一个字符串缓冲区对象。用于存储数据。
    StringBuffer sb = new StringBuffer();
    sb.append("haha"); //添加字符串
    sb.insert(2, "spring");//在指定位置插入
    sb.delete(1, 4);//删除
    sb.replace(1, 4, "郑州");//替换指定范围内的内容
    String str = sb.toString();
}

append、delete、insert、replace、reverse方法调用后，返回值都是当前对象自己，所以说，StringBuffer它可以改变字符序列的长度和内容。

3.1.3、对象的方法链式调用

    在我们开发中，会遇到调用一个方法后，返回一个对象的情况。然后使用返回的对象继续调用方法。这种时候，我们就可以把代码现在一起，如append方法一样，代码如下：

// 创建一个字符串缓冲区对象。用于存储数据。
StringBuffer sb = new StringBuffer();

//添加数据。不断的添加数据后，要对缓冲区的最后的数据进行操作，必须转成字符串才可以。
String str = sb.append(true).append("hehe").toString();

3.1.4、StringBuffer练习

    练习：int[] arr = {34,12,89,68};将一个int[]中元素转成字符串  格式 [34,12,89,68]。

public static String toString_2(int[] arr) {
    StringBuffer sb = new StringBuffer();        
    sb.append("[");
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
        if(i!=arr.length-1){
            sb.append(arr[i]+",");
        }else{
            sb.append(arr[i]+"]");
        }
    }        
    return sb.toString();
}

无论多少数据，数据是什么类型都不重要，只要最终变成字符串就可以使用StringBuffer这个容器

3.2、StringBuilder类

3.2.1、概述

    我们阅读StringBuilder的API说明发现，它也是一个可变的字符序列。此类提供一个与 StringBuffer 兼容的 API，但不保证同步。该类被设计用作 StringBuffer 的一个简易替换，用在字符串缓冲区被单个线程使用的时候（这种情况很普遍）。如果可能，建议优先采用该类，因为在大多数实现中，它比 StringBuffer 要快。

四、Random类

4.1、作用

    此类的实例用于生成伪随机数。

    例如，以下代码使用户能够得到一个随机数：

Random r = new Random(); 
int i = r.nextInt();

4.2、使用步骤

• 查看类
  • java.util.Random ：该类需要 import导入使后使用。
• 查看构造方法
  • public Random() ：创建一个新的随机数生成器。
• 查看成员方法
  • public int nextInt(int n) ：返回一个伪随机数，范围在 0 （包括）和 指定值 n （不包括）之间的 int 值。

使用Random类，完成生成3个10以内的随机整数的操作，代码如下：

import java.util.Random; 

public class Demo01_Random { 
    public static void main(String[] args) { 
        Random r = new Random(); 
        for(int i = 0; i < 3; i++){ 
            // 随机生成一个数据 
            int number = r.nextInt(10); 
            // 输出数据 
            System.out.println("number:"+ number); 
        } 
    } 
}

4.3、练习

4.3.1、获取随机数

    获取1-n之间的随机数，包含n，代码如下：

// 导包 
import java.util.Random; 

public class Test01Random { 
    public static void main(String[] args) { 
        int n = 50; 
        // 创建对象 
        Random r = new Random(); 
        // 获取随机数 
        int number = r.nextInt(n) + 1; 
        // 输出随机数 
        System.out.println("number:" + number); 
    } 
}

4.3.2、猜数字小游戏

    游戏开始时，会随机生成一个1-100之间的整数 number 。玩家猜测一个数字 guessNumber ，会与 number 作比较，系统提示大了或者小了，直到玩家猜中，游戏结束。

// 导包 
import java.util.Random; 
public class Test02Random { 
    public static void main(String[] args) { 
        // 系统产生一个随机数1‐100之间的。 
        Random r = new Random(); 
        int number = r.nextInt(100) + 1; 
        while(true){ 
            // 键盘录入我们要猜的数据 
            Scanner sc = new Scanner(System.in); 
            System.out.println("请输入你要猜的数字(1‐100)："); 
            int guessNumber = sc.nextInt(); 

            // 比较这两个数据(用if语句) 
            if (guessNumber > number) { 
                System.out.println("你猜的数据" + guessNumber + "大了"); 
            } else if (guessNumber < number) { 
                System.out.println("你猜的数据" + guessNumber + "小了"); 
            } else { 
                System.out.println("恭喜你,猜中了"); break; 
            } 
        } 
    } 
}

五、Arrays类

5.1、概述

    java.util.Arrays 此类包含用来操作数组的各种方法，比如排序和搜索等。其所有方法均为静态方法，调用起来非常简单。

5.2、操作数组的方法

• public static String toString(int[] a) ：返回指定数组内容的字符串表示形式。

  public static void main(String[] args) { 
   // 定义int 数组 
   int[] arr = {2,34,35,4,657,8,69,9}; 
  
   // 打印数组,输出地址值 
   System.out.println(arr); // [I@2ac1fdc4 
   // 数组内容转为字符串 
   String s = Arrays.toString(arr); // 打印字符串,输出内容 
  
   System.out.println(s); // [2, 34, 35, 4, 657, 8, 69, 9] 
  }
  

• public static void sort(int[] a) ：对指定的 int 型数组按数字升序进行排序。

  public static void main(String[] args) { 
   // 定义int 数组 
   int[] arr = {24, 7, 5, 48, 4, 46, 35, 11, 6, 2}; 
  
   // 排序前:[24, 7, 5, 48, 4, 46, 35, 11, 6, 2]
   System.out.println("排序前:"+ Arrays.toString(arr)); 
  
   // 升序排序 
   Arrays.sort(arr); 
  
   // 排序后:[2, 4, 5, 6, 7, 11, 24, 35, 46, 48] }
   System.out.println("排序后:"+ Arrays.toString(arr));
  

5.3、练习

    请使用 Arrays 相关的API，将一个随机字符串中的所有字符升序排列，并倒序打印。

public class ArraysTest { 
    public static void main(String[] args) { 
        // 定义随机的字符串 
        String line = "ysKUreaytWTRHsgFdSAoidq"; 
        // 转换为字符数组 
        char[] chars = line.toCharArray(); 
        // 升序排序 
        Arrays.sort(chars); 
        // 反向遍历打印 
        for (int i = chars.length‐1; i >= 0 ; i‐‐) { 
            // y y t s s r q o i g e d d a W U T S R K H F A 
            System.out.print(chars[i]+" "); 
        } 
    } 
}

六、日期时间类

6.1、Date类

6.1.1、概述

java.util.Date类 表示特定的瞬间，精确到毫秒。

继续查阅Date类的描述，发现Date拥有多个构造函数，只是部分已经过时，但是其中有未过时的构造函数可以把毫秒值转成日期对象。

• public Date()：分配Date对象并初始化此对象，以表示分配它的时间（精确到毫秒）。
• public Date(long date)：分配Date对象并初始化此对象，以表示自从标准基准时间（称为“历元（epoch）”，即1970年1月1日00:00:00 GMT）以来的指定毫秒数。

tips: 由于我们处于东八区，所以我们的基准时间为1970年1月1日8时0分0秒。

简单来说：使用无参构造，可以自动设置当前系统时间的毫秒时刻；指定long类型的构造参数，可以自定义毫秒时刻。例如：

import java.util.Date;

public class Demo01Date {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建日期对象，把当前的时间
        System.out.println(new Date()); // Tue Jan 16 14:37:35 CST 2018
        // 创建日期对象，把当前的毫秒值转成日期对象
        System.out.println(new Date(0L)); // Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970
    }
}

在使用println方法时，会自动调用Date类中的toString方法。Date类对Object类中的toString方法进行了覆盖重写，所以结果为指定格式的字符串

6.1.2、常用方法

Date类中的多数方法已经过时，常用的方法有：

• public long getTime() 把日期对象转换成对应的时间毫秒值。

6.2、DateFormat类

6.2.1、概述

    `java.text.DateFormat` 是日期/时间格式化子类的抽象类，我们通过这个类可以帮我们完成日期和文本之间的转换,也就是可以在Date对象与String对象之间进行来回转换。

• 格式化：按照指定的格式，从Date对象转换为String对象。
• 解析：按照指定的格式，从String对象转换为Date对象。

6.2.2、构造方法

由于DateFormat为抽象类，不能直接使用，所以需要常用的子类java.text.SimpleDateFormat。这个类需要一个模式（格式）来指定格式化或解析的标准。构造方法为：

• public SimpleDateFormat(String pattern)：用给定的模式和默认语言环境的日期格式符号构造SimpleDateFormat。

参数pattern是一个字符串，代表日期时间的自定义格式。

6.2.3、格式规则

6.2.4、示例代码

import java.text.DateFormat;
import java.text.SimpleDateFormat;

public class Demo02SimpleDateFormat {
    public static void main(String[] args) {
        // 对应的日期格式如：2018-01-16 15:06:38
        DateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    }    
}

6.2.5、常用方法

DateFormat类的常用方法有：

• public String format(Date date)：将Date对象格式化为字符串。
• public Date parse(String source)：将字符串解析为Date对象。

6.2.6、format方法

import java.text.DateFormat;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
/*
 把Date对象转换成String
*/
public class Demo03DateFormatMethod {
    public static void main(String[] args) {
        Date date = new Date();
        // 创建日期格式化对象,在获取格式化对象时可以指定风格
        DateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日");
        String str = df.format(date);
        System.out.println(str); // 2008年1月23日
    }
}

6.2.7、parse方法

import java.text.DateFormat;
import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
/*
 把String转换成Date对象
*/
public class Demo04DateFormatMethod {
    public static void main(String[] args) throws ParseException {
        DateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日");
        String str = "2018年12月11日";
        Date date = df.parse(str);
        System.out.println(date); // Tue Dec 11 00:00:00 CST 2018
    }
}

6.2.8、练习

请使用日期时间相关的API，计算出一个人已经出生了多少天。

思路：

1.获取当前时间对应的毫秒值

2.获取自己出生日期对应的毫秒值

3.两个时间相减（当前时间– 出生日期）

代码实现：

public static void function() throws Exception {
    System.out.println("请输入出生日期 格式 YYYY-MM-dd");
    // 获取出生日期,键盘输入
    String birthdayString = new Scanner(System.in).next();
    // 将字符串日期,转成Date对象
    // 创建SimpleDateFormat对象,写日期模式
    SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
    // 调用方法parse,字符串转成日期对象
    Date birthdayDate = sdf.parse(birthdayString);    
    // 获取今天的日期对象
    Date todayDate = new Date();    
    // 将两个日期转成毫秒值,Date类的方法getTime
    long birthdaySecond = birthdayDate.getTime();
    long todaySecond = todayDate.getTime();
    long secone = todaySecond-birthdaySecond;    
    if (secone < 0){
        System.out.println("还没出生呢");
    } else {
        System.out.println(secone/1000/60/60/24);
    }
}

6.3、Calendar类

6.3.1、概述

    `java.util.Calendar`是日历类，在Date后出现，替换掉了许多Date的方法。该类将所有可能用到的时间信息封装为静态成员变量，方便获取。日历类就是方便获取各个时间属性的。

6.3.2、获取方式

Calendar为抽象类，由于语言敏感性，Calendar类在创建对象时并非直接创建，而是通过静态方法创建，返回子类对象，如下：

Calendar静态方法

• public static Calendar getInstance()：使用默认时区和语言环境获得一个日历

例如：

import java.util.Calendar;

public class Demo06CalendarInit {
    public static void main(String[] args) {
        Calendar cal = Calendar.getInstance();
    }    
}

6.3.3、常用方法

根据Calendar类的API文档，常用方法有：

• public int get(int field)：返回给定日历字段的值。
• public void set(int field, int value)：将给定的日历字段设置为给定值。
• public abstract void add(int field, int amount)：根据日历的规则，为给定的日历字段添加或减去指定的时间量。
• public Date getTime()：返回一个表示此Calendar时间值（从历元到现在的毫秒偏移量）的Date对象。

Calendar类中提供很多成员常量，代表给定的日历字段：

6.3.4、get/set方法

get方法用来获取指定字段的值，set方法用来设置指定字段的值，代码使用演示：

import java.util.Calendar;

public class CalendarUtil {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建Calendar对象
        Calendar cal = Calendar.getInstance();
        // 设置年 
        int year = cal.get(Calendar.YEAR);
        // 设置月
        int month = cal.get(Calendar.MONTH) + 1;
        // 设置日
        int dayOfMonth = cal.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
        System.out.print(year + "年" + month + "月" + dayOfMonth + "日");
    }    
}

import java.util.Calendar;

public class Demo07CalendarMethod {
    public static void main(String[] args) {
        Calendar cal = Calendar.getInstance();
        cal.set(Calendar.YEAR, 2020);
        System.out.print(year + "年" + month + "月" + dayOfMonth + "日"); // 2020年1月17日
    }
}

6.3.5、add方法

    add方法可以对指定日历字段的值进行加减操作，如果第二个参数为正数则加上偏移量，如果为负数则减去偏移量。代码如：

import java.util.Calendar;

public class Demo08CalendarMethod {
    public static void main(String[] args) {
        Calendar cal = Calendar.getInstance();
        System.out.print(year + "年" + month + "月" + dayOfMonth + "日"); // 2018年1月17日
        // 使用add方法
        cal.add(Calendar.DAY_OF_MONTH, 2); // 加2天
        cal.add(Calendar.YEAR, -3); // 减3年
        System.out.print(year + "年" + month + "月" + dayOfMonth + "日"); // 2015年1月18日; 
    }
}

6.3.6、getTime方法

    Calendar中的getTime方法并不是获取毫秒时刻，而是拿到对应的Date对象。

import java.util.Calendar;
import java.util.Date;

public class Demo09CalendarMethod {
    public static void main(String[] args) {
        Calendar cal = Calendar.getInstance();
        Date date = cal.getTime();
        System.out.println(date); // Tue Jan 16 16:03:09 CST 2018
    }
}

西方星期的开始为周日，中国为周一。

 在Calendar类中，月份的表示是以0-11代表1-12月。

 日期是有大小关系的，时间靠后，时间越大。

七、System类

7.1、概述

    `java.lang.System`类中提供了大量的静态方法，可以获取与系统相关的信息或系统级操作，在System类的API文档中，常用的方法有：

• public static long currentTimeMillis()：返回以毫秒为单位的当前时间。
• public static void arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length)：将数组中指定的数据拷贝到另一个数组中。

7.2、currentTimeMillis方法

7.2.1、说明

    实际上，currentTimeMillis方法就是 获取当前系统时间与1970年01月01日00:00点之间的毫秒差值

import java.util.Date;

public class SystemDemo {
    public static void main(String[] args) {
           //获取当前时间毫秒值
        System.out.println(System.currentTimeMillis()); // 1516090531144
    }
}

7.2.2、案例

    验证for循环打印数字1-9999所需要使用的时间（毫秒）。

public class SystemTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            System.out.println(i);
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("共耗时毫秒：" + (end - start));
    }
}

7.3、arraycopy方法

7.3.1、说明

• public static void arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length)`：将数组中指定的数据拷贝到另一个数组中。

数组的拷贝动作是系统级的，性能很高。System.arraycopy方法具有5个参数，含义分别为：

7.3.2、案例

    将src数组中前3个元素，复制到dest数组的前3个位置上复制元素前：src数组元素[1,2,3,4,5]，dest数组元素[6,7,8,9,10]复制元素后：src数组元素[1,2,3,4,5]，dest数组元素[1,2,3,9,10]。

import java.util.Arrays;

public class Demo11SystemArrayCopy {
    public static void main(String[] args) {
        int[] src = new int[]{1,2,3,4,5};
        int[] dest = new int[]{6,7,8,9,10};
        System.arraycopy( src, 0, dest, 0, 3);
        /*代码运行后：两个数组中的元素发生了变化
         src数组元素[1,2,3,4,5]
         dest数组元素[1,2,3,9,10]
        */
    }
}

八、包装类

8.1、概述

Java提供了两个类型系统，基本类型与引用类型，使用基本类型在于效率，然而很多情况，会创建对象使用，因为对象可以做更多的功能，如果想要我们的基本类型像对象一样操作，就可以使用基本类型对应的包装类，如下：

8.2、装箱与拆箱

基本类型与对应的包装类对象之间，来回转换的过程称为”装箱“与”拆箱“：

• 装箱：从基本类型转换为对应的包装类对象。
• 拆箱：从包装类对象转换为对应的基本类型。

用Integer与 int为例：（看懂代码即可）

基本数值——>包装对象

Integer i = new Integer(4);//使用构造函数函数
Integer iii = Integer.valueOf(4);//使用包装类中的valueOf方法

包装对象——>基本数值

int num = i.intValue();

8.3、自动装箱与自动拆箱

    由于我们经常要做基本类型与包装类之间的转换，从Java 5（JDK 1.5）开始，基本类型与包装类的装箱、拆箱动作可以自动完成。例如：

Integer i = 4;//自动装箱。相当于Integer i = Integer.valueOf(4);
i = i + 5;//等号右边：将i对象转成基本数值(自动拆箱) i.intValue() + 5;
//加法运算完成后，再次装箱，把基本数值转成对象。

8.4、基本类型与字符串之间的转换

基本类型转换为String

基本类型转换String总共有三种方式，查看课后资料可以得知，这里只讲最简单的一种方式：

基本类型直接与””相连接即可；如：34+""

String转换成对应的基本类型

除了Character类之外，其他所有包装类都具有parseXxx静态方法可以将字符串参数转换为对应的基本类型：

• public static byte parseByte(String s)：将字符串参数转换为对应的byte基本类型。
• public static short parseShort(String s)：将字符串参数转换为对应的short基本类型。
• public static int parseInt(String s)：将字符串参数转换为对应的int基本类型。
• public static long parseLong(String s)：将字符串参数转换为对应的long基本类型。
• public static float parseFloat(String s)：将字符串参数转换为对应的float基本类型。
• public static double parseDouble(String s)：将字符串参数转换为对应的double基本类型。
• public static boolean parseBoolean(String s)：将字符串参数转换为对应的boolean基本类型。

代码使用（仅以Integer类的静态方法parseXxx为例）如：

public class Demo18WrapperParse {
    public static void main(String[] args) {
        int num = Integer.parseInt("100");
    }
}

注意:如果字符串参数的内容无法正确转换为对应的基本类型，则会抛出java.lang.NumberFormatException异常。

8.5、自动装箱(byte常量池)细节的演示

    当数值在byte范围之内时，进行自动装箱，不会新创建对象空间而是使用医来已有的空间。

Integer a = new Integer(3);
Integer b = new Integer(3);
System.out.println(a==b);//false
System.out.println(a.equals(b));//true

System.out.println("---------------------");

Integer x = 127;
Integer y = 127;
//在jdk1.5自动装箱时，如果数值在byte范围之内，不会新创建对象空间而是使用原来已有的空间。
System.out.println(x==y); //true
System.out.println(x.equals(y)); //true