1.常用类与基础 API-String 的理解与不可变性
1.概述
String:字符串,使用一对””引起来表示。
1.1String声明为final的,不可被继承
1.2 String实现了Serializable接口:表示字符串是支持序列化的。
1.3 实现了Comparable接口:表示String可以比较大小
1.4 String内部定义了final char[] value用于存储字符串数据 (jdk9开始变byte[]了)
1.5 通过字面量的方式(区别于new给一个字符串赋值,此时的字符串值声明在字符串常量池中)。
1.6 字符串常量池中是不会存储相同内容(使用String类的equals()比较,返回true)的字符串的。
2.不可变性
2.1 说明
2.2.1.当对字符串重新赋值时,需要重写指定内存区域赋值,不能使用原有的value进行赋值。
2.2.2.当对现的字符串进行连接操作时,也需要重新指定内存区域赋值,不能使用原有的value进行赋值。
2.2.3.当调用String的replace()方法修改指定字符或字符串时,也需要重新指定内存区域赋值,不能使用原有的value进行赋值。
2.2 代码举例
1 | String s1 = "abc";//字面量的定义方式 |
2.3 图示

2.常用类与基础 API-String 的实例化与连接操作
1.String实例化的不同方式
1.1 方式说明
方式一:通过字面量定义的方式
方式二:通过new + 构造器的方式
2.代码举例
通过字面量定义的方式:此时的s1和s2的数据声明在方法区中的字符串常量池中。
String s1 = “javaEE”;
String s2 = “javaEE”;
通过new + 构造器的方式:此时的s3和s4保存的地址值,是数据在堆空间中开辟空间以后对应的地址值。
String s3 = new String(“javaEE”);
String s4 = new String(“javaEE”);
System.out.println(s1 == s2);//true
System.out.println(s1 == s3);//false
System.out.println(s1 == s4);//false
System.out.println(s3 == s4);//false
3.面试题
String s = new String(“abc”);方式创建对象,在内存中创建了几个对象?两个:一个是堆空间中new结构,另一个是char[]对应的常量池中的数据:"abc"
4.图示

5.字符串拼接方式赋值的对比
5.1 说明
5.1.1.常量与常量的拼接结果在常量池。且常量池中不会存在相同内容的常量。
5.1.2.只要其中一个是变量,结果就在堆中。
5.1.3.intern()方法作用是将字符串对象放入字符串池中
5.2 代码举例
String s1 = “javaEE”;
String s2 = “hadoop”;
String s3 = “javaEEhadoop”;
String s4 = “javaEE” + “hadoop”;
String s5 = s1 + “hadoop”;
String s6 = “javaEE” + s2;
String s7 = s1 + s2;
System.out.println(s3 == s4);//true
System.out.println(s3 == s5);//false
当字符串是通过连接运算符连接时,会在堆内存中创建新的字符串对象,而当字符串是在编译期间已知的时候,会被优化成同一个对象。
这里s5是通过字符串连接运算符连接而成的,它在堆内存中创建了一个新的字符串对象,所以不等于s3指向的对象。
String s8 = s6.intern();//返回的s8是常量池中已经存在的“javaEEhadoop”
System.out.println(s3 == s8);//true
String s1 = “javaEEhadoop”;
String s2 = “javaEE”;
String s3 = s2 + “hadoop”;
System.out.println(s1 == s3);//false
final String s4 = “javaEE”;//s4:常量
String s5 = s4 + “hadoop”;
System.out.println(s1 == s5);//true,由于 s5 的值在运行时被计算为 javaEEhadoop,并且编译器已经将 javaEEhadoop 放入字符串池,因此 s1 和 s5 实际上指向了同一个字符串对象,所以 == 比较的结果为 true。
3.常用类与基础 API-String 的构造器与常用方法
1 String与基本数据类型、包装类间的转换

2 与字符数组之间的转换
String –> char[]:调用String的toCharArray()
char[] –> String:调用String的构造器
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3 与字节数组之间的转换
编码:String –> byte[]:调用String的getBytes()
解码:byte[] –> String:调用String的构造器
编码:字符串 –>字节 (看得懂 —>看不懂的二进制数据)
解码:编码的逆过程,字节 –> 字符串 (看不懂的二进制数据 —> 看得懂
说明:解码时,要求解码使用的字符集必须与编码时使用的字符集一致,否则会出现乱码。
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4. String中的常用方法:
int length():返回字符串的长度: return value.length
char charAt(int index): 返回某索引处的字符return value[index]
boolean isEmpty():判断是否是空字符串:return value.length == 0
String toLowerCase():使用默认语言环境,将 String 中的所字符转换为小写
String toUpperCase():使用默认语言环境,将 String 中的所字符转换为大写String trim():返回字符串的副本,忽略前导空白和尾部空白
boolean equals(Object obj):比较字符串的内容是否相同
boolean equalsIgnoreCase(String anotherString):与equals方法类似,忽略大小写String concat(String str):将指定字符串连接到此字符串的结尾。 等价于用“+”int compareTo(String anotherString):比较两个字符串的大小
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。
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。
boolean endsWith(String suffix):测试此字符串是否以指定的后缀结束
boolean startsWith(String prefix):测试此字符串是否以指定的前缀开始
boolean startsWith(String prefix, int toffset):测试此字符串从指定索引开始的子字符串是否以指定前缀开始
boolean contains(CharSequence s):当且仅当此字符串包含指定的 char 值序列时,返回 true
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 indexOf(String str, int fromIndex):返回指定子字符串在此字符串中第一次出现处的索引,从指定的索引开始
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
int lastIndexOf(String str, int fromIndex):返回指定子字符串在此字符串中最后一次出现处的索引,从指定的索引开始反向搜索
注:indexOf和lastIndexOf方法如果未找到都是返回-1
替换:
String replace(char oldChar, char newChar):返回一个新的字符串,它是通过用 newChar 替换此字符串中出现的所 oldChar 得到的。
String replace(CharSequence target, CharSequence replacement):使用指定的字面值替换序列替换此字符串所匹配字面值目标序列的子字符串。
String replaceAll(String regex, String replacement):使用给定的 replacement 替换此字符串所匹配给定的正则表达式的子字符串。
String replaceFirst(String regex, String replacement):使用给定的 replacement 替换此字符串匹配给定的正则表达式的第一个子字符串。
匹配:
boolean matches(String regex):告知此字符串是否匹配给定的正则表达式。
切片:
String[] split(String regex):根据给定正则表达式的匹配拆分此字符串。
String[] split(String regex, int limit):根据匹配给定的正则表达式来拆分此字符串,最多不超过limit个,如果超过了,剩下的全部都放到最后一个元素中。
4.常用类与基础 API-StringBuffer 与 StringBuilder 的源码分析、常用方法
1.String、StringBuffer、StringBuilder三者的对比
String:不可变的字符序列;底层使用char[]存储,线程安全,因为是不可变的
StringBuffer:可变的字符序列;线程安全的,效率低;底层使用char[]存储(jdk8之前,jdk8之后扩容策略更加灵活,可以根据实际情况选择合适的扩容大小,以减少内存浪费。)
StringBuilder:可变的字符序列;jdk5.0新增的,线程不安全的,效率高;底层使用char[]存储(jdk8之前)
2.StringBuffer与StringBuilder的源码解析
两者基本一样,这里以StringBuffer为例进行解析
2.1 内部属性
1 | /** |
2.2 初始化值
1 | public StringBuffer(CharSequence seq) { |
初始化时是16或者16+字符串长度
2.3 自动扩容
默认扩容为原来的2倍+2,并将原有的元素复制到新的数组中
以StringBuffer为例:
1 | String str = new String();//char[] value = new char[0]; |
问题1. System.out.println(sb2.length());//3
问题2. 扩容问题:如果要添加的数据底层数组盛不下了,那就需要扩容底层的数组。
指导意义:开发中建议大家使用:StringBuffer(int capacity) 或 StringBuilder(int capacity)
3.对比String、StringBuffer、StringBuilder三者的执行效率
从高到低排列:StringBuilder > StringBuffer > String
4.StringBuffer、StringBuilder中的常用方法
增:append(xxx)删:delete(int start,int end) 删:deleteCharAt(int start,int end)
改:setCharAt(int n ,char ch) /
replace(int start, int end, String str)
查:charAt(int n )
插:insert(int offset, xxx)
长度:length();
遍历:for() + charAt() / toString()
5.与StringBuffer、StringBuilder之间的转换
String –>StringBuffer、StringBuilder:调用StringBuffer、StringBuilder构造器StringBuffer、StringBuilder -->String:
①调用String构造器;
②StringBuffer、StringBuilder的toString()
5.JDK8之前的日期时间API的使用:老旧
1.获取系统当前时间:System类中的currentTimeMillis()
long time = System.currentTimeMillis();
返回当前时间与1970年1月1日0时0分0秒之间以毫秒为单位的时间差。
称为时间戳
System.out.println(time);
2.java.util.Date类与java.sql.Date类
java.util.Date类用于表示日期和时间,而java.sql.Date类用于在Java程序和数据库之间传递日期值。
在开发中,通常会使用java.util.Date来处理日期和时间,而在与数据库交互时,会使用java.sql.Date来表示日期。
2.1.两个构造器的使用
构造器一:Date():创建一个对应当前时间的Date对象
构造器二:创建指定毫秒数的Date对象
2.2.两个方法的使用
toString():显示当前的年、月、日、时、分、秒
getTime():获取当前Date对象对应的毫秒数。(时间戳)
2.3. java.sql.Date对应着数据库中的日期类型的变量
如何实例化
如何将java.util.Date对象转换为java.sql.Date对象
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3.java.text.SimpleDataFormat类
SimpleDateFormat对日期Date类的格式化和解析
3.1.两个操作:
3.1.1 格式化:日期 —>字符串
3.1.2 解析:格式化的逆过程,字符串 —> 日期
3.2.SimpleDateFormat的实例化:new + 构造器
照指定的方式格式化和解析:调用带参的构造器
SimpleDateFormat sdf1 = new SimpleDateFormat(“yyyyy.MMMMM.dd GGG hh:mm aaa”);
SimpleDateFormat sdf1 = new SimpleDateFormat(“yyyy-MM-dd hh:mm:ss”);
格式化
String format1 = sdf1.format(date);
System.out.println(format1);//2019-02-18 11:48:27
解析:要求字符串必须是符合SimpleDateFormat识别的格式(通过构造器参数体现),
否则,抛异常
Date date2 = sdf1.parse(“2020-02-18 11:48:27”);
System.out.println(date2);
小练习:
练习一:字符串”2020-09-08”转换为java.sql.Date
练习二:”三天打渔两天晒网” 1990-01-01 xxxx-xx-xx 打渔?晒网?
举例:2020-09-08 ? 总天数
总天数 % 5 == 1,2,3 : 打渔
总天数 % 5 == 4,0 : 晒网
总天数的计算?
方式一:( date2.getTime() - date1.getTime()) / (1000 * 60 * 60 * 24) + 1
方式二:1990-01-01 –> 2019-12-31 + 2020-01-01 –>2020-09-08
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4.Calendar类:日历类、抽象类
4.1.实例化
方式一:创建其子类(GregorianCalendar的对象
方式二:调用其静态方法getInstance()
Calendar calendar = Calendar.getInstance();
System.out.println(calendar.getClass());
4.2.常用方法
get()
int days = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
System.out.println(days);
System.out.println(calendar.get(Calendar.DAY_OF_YEAR));
set()
calendar可变性
calendar.set(Calendar.DAY_OF_MONTH,22);
days = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
System.out.println(days);
add()
calendar.add(Calendar.DAY_OF_MONTH,-3);
days = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
System.out.println(days);
getTime():日历类—> Date
Date date = calendar.getTime();
System.out.println(date);
setTime():Date —> 日历类
Date date1 = new Date();
calendar.setTime(date1);
days = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
System.out.println(days);
6.常用类与基础 API-JDK8 中新的日期时间 API
1.日期时间API的迭代:
第一代:jdk 1.0 Date类
第二代:jdk 1.1 Calendar类,一定程度上替换Date类
第三代:jdk 1.8 提出了新的一套API
2.前两代存在的问题举例:
可变性:像日期和时间这样的类应该是不可变的。
偏移性:Date中的年份是从1900开始的,而月份都从0开始。
格式化:格式化只对Date用,Calendar则不行。
此外,它们也不是线程安全的;不能处理闰秒等。
3.java 8 中新的日期时间API涉及到的包

4.本地日期、本地时间、本地日期时间的使用:LocalDate / LocalTime / LocalDateTime
4.1 说明:
① 分别表示使用 ISO-8601日历系统的日期、时间、日期和时间。它们提供了简单的本地日期或时间,并不包含当前的时间信息,也不包含与时区相关的信息。
② LocalDateTime相较于LocalDate、LocalTime,使用频率要高
③ 类似于Calendar
4.2 常用方法:
withXxx,plusXxx,minuXxx

5.时间点:Instant(时间戳)
5.1 说明:
① 时间线上的一个瞬时点。 概念上讲,它只是简单的表示自1970年1月1日0时0分0秒(UTC开始的秒数。)
② 类似于 java.util.Date类
5.2 常用方法:

6.日期时间格式化类:DateTimeFormatter
6.1 说明:
① 格式化或解析日期、时间
② 类似于SimpleDateFormat
6.2 常用方法:
① 实例化方式:
预定义的标准格式。如:ISO_LOCAL_DATE_TIME;ISO_LOCAL_DATE;ISO_LOCAL_TIME
本地化相关的格式。如:ofLocalizedDateTime(FormatStyle.LONG)
自定义的格式。如:ofPattern(“yyyy-MM-dd hh:mm:ss”)
② 常用方法:

特别的:自定义的格式。如:ofPattern(“yyyy-MM-dd hh:mm:ss”)
重点:自定义的格式。如:ofPattern(“yyyy-MM-dd hh:mm:ss”)
6.3 格式化日期时间实例
1 | DateTimeFormatter formatter3 = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd hh:mm:ss"); |
7.其它API的使用
7.1 带时区的日期时间:ZonedDateTime / ZoneId
举例:
ZoneId:类中包含了所的时区信息
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获取“Asia/Tokyo”时区对应的时间
1 | LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now(ZoneId.of("Asia/Tokyo")); |
ZonedDateTime:带时区的日期时间
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7.2 时间间隔:Duration–用于计算两个“时间”间隔,以秒和纳秒为基准

举例:
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7.3 日期间隔:Period –用于计算两个“日期”间隔,以年、月、日衡量

举例:
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7.4 日期时间校正器:TemporalAdjuster
举例:
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7.使用 Comparable 接口实现自然排序
1.Java比较器的使用背景:
Java中的对象,正常情况下,只能进行比较:== 或 != 。不能使用 > 或 < 的
但是在开发场景中,我们需要对多个对象进行排序,言外之意,就需要比较对象的大小。
如何实现?使用两个接口中的任何一个:Comparable 或 Comparator
2.自然排序:使用Comparable接口
2.1 说明
2.2.1.Java给所有引用数据类型的大小比较,指定了一个标准接口,就是java.lang.Comparable接口:实现了Comparable接口,重写了compareTo(obj)方法,给出了比较两个对象大小的方式。
2.2.2.像String、包装类重写compareTo()方法以后,进行了从小到大的排列
2.2.3. 一般重写compareTo(obj)的规则:
如果当前对象this大于形参对象obj,则返回正整数,
如果当前对象this小于形参对象obj,则返回负整数,
如果当前对象this等于形参对象obj,则返回零。
2.2.4. 对于自定义类来说,如果需要排序,我们可以让自定义类实现Comparable接口,重写compareTo(obj)方法。在compareTo(obj)方法中指明如何排序
2.2 自定义类代码举例:
1 | public class Goods implements Comparable { |
总结:
1.使用包装类 内部静态方法:public static int compare();能避免直接使用-运算符或者>、<等运算符可能带来的精度问题,例如,如果使用 - 运算符计算 0.1 + 0.2 - 0.3 的结果,理论上应该为 0,但由于精度问题,实际计算结果可能会非常接近 0,但不完全等于 0,从而导致比较结果错误。
如果price为null,使用Double.compare(this.price, goods.price)会有什么返回结果:
2.如果 this.price 为 null,使用 Integer.compare(this.price, goods.price) 会返回 -1,表示 null 小于任何非 null 的 Double 值。这是因为在 Integer.compare 方法中,如果参数中的任一值为 null,则会将其视为负无穷大。
3.compareTo方法也是一样
4.自己看下源代码,简单
8.使用 Comparator 接口实现定制排序及对比
1.概述
1.1 背景
当元素的类型没实现java.lang.Comparable接口而又不方便修改代码,或者实现了java.lang.Comparable接口的排序规则不适合当前的操作,那么可以考虑使用 Comparator 的对象来排序
1.2 说明
使用 Comparator 的对象重写compare(Object o1,Object o2)方法,比较o1和o2的大小:
如果方法返回正整数,则表示o1大于o2;
如果返回0,表示相等;
返回负整数,表示o1小于o2。
2.代码举例:
Comparator com = new Comparator() {
指明商品比较大小的方式:照产品名称从低到高排序,再照价格从高到低排序
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3.使用方式:
Arrays.sort(goods,com);
Collections.sort(coll,com);
new TreeSet(com);
4.两种排序方式对比
Comparable接口的方式一旦一定,保证Comparable接口实现类的对象在任何位置都可以比较大小。Comparator属于临时性的比较。
9.常用类与基础 API-其它常用类的使用:BigInteger、BigDecimal、Random 等
1.System类
System类代表系统,系统级的很多属性和控制方法都放置在该类的内部。该类位于java.lang包。
由于该类的构造器是private的,所以无法创建该类的对象,也就是无法实例化该类。其内部的成员变量和成员方法都是static的,所以也可以很方便的进行调用。
方法:
native long currentTimeMillis()
void exit(int status)
void gc()
String getProperty(String key)
2.Math类
java.lang.Math提供了一系列静态方法用于科学计算。其方法的参数和返回值类型一般为double型。
3.BigInteger类、BigDecimal类
1 说明:
① java.math包的BigInteger/BigDecimal可以表示不可变的任意精度的整数/十进制数。
② 要求数字精度比较高的浮点数,用到BigInteger/BigDecimal类
代码举例:
2 常用整数类型对比
在与 float 类型进行比较时,double 和 BigDecimal 的特点如下:
- 精度和范围:
float是单精度浮点数,double是双精度浮点数。float的范围约为 3.40282347 x 10^38,精度约为 6-7 位有效数字;double的范围约为 1.7976931348623157 x 10^308,精度约为 15-16 位有效数字。BigDecimal可以表示任意精度的十进制数,没有固定的范围和精度限制。
- 精度损失:
float和double类型都存在精度损失的问题,特别是在进行浮点数运算时。BigDecimal可以避免精度损失问题,因为它使用了任意精度的算术运算。
- 舍入误差:
float和double使用二进制浮点数表示法,可能会导致舍入误差。BigDecimal可以控制舍入行为,避免了由于二进制浮点数表示法造成的舍入误差。
- 性能:
float类型的计算速度通常比double类型快,因为它是基本数据类型。BigDecimal类型的计算速度较慢,因为它是一个对象类型,涉及到对象的创建和销毁,以及更复杂的算术运算。
- 适用场景:
float适用于存储较大范围的数值,并且对精度要求不高的情况。double适用于一般的科学计算和工程计算,对精度要求较高但不需要极高精度的情况。BigDecimal适用于对精度要求非常高的金融计算、货币计算等场景,以及需要避免精度损失的计算场景。
3 常用浮点数类型比较
Integer、Long 和 BigInteger 是 Java 中用于表示整数的三种不同类型,它们的主要区别在于范围和精度:
- 范围:
Integer类型是 32 位有符号整数,范围为 -2^31 到 2^31-1。Long类型是 64 位有符号整数,范围为 -2^63 到 2^63-1。BigInteger类型是任意精度的整数,没有固定的范围限制,可以表示任意大的整数。
- 精度:
Integer和Long类型都是固定精度的整数类型,不会出现精度丢失问题。BigInteger类型可以表示任意精度的整数,避免了由于固定精度而引起的精度问题。
- 性能:
Integer和Long类型是基本数据类型,直接由 JVM 支持,因此在性能上比较高效。BigInteger类型是一个对象类型,涉及到对象的创建和销毁,以及更复杂的算术运算,因此在性能上比较低效。
- 适用场景:
Integer适用于表示整数,范围在 -2^31 到 2^31-1 之间的情况。Long适用于表示整数,范围在 -2^63 到 2^63-1 之间的情况。BigInteger适用于需要表示超出Integer和Long范围的整数,或者需要避免精度问题的情况。
综上所述,根据需求选择合适的整数类型:Integer 和 Long 适用于一般范围内的整数表示,而 BigInteger 则适用于需要任意精度整数表示的情况。
4 开发使用总结
在数据类型与运算符章节总结过:数字类型开发选择,不再赘述。





