Java常用核心类(详细讲解) 原创

春节不停更，此文正在参加「星光计划-春节更帖活动」

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Java常用核心类有:

Object:终极父类
Math类
基本类型包装类
日期/时间API

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本期内容详细讲解了每个类的定义以及具体的使用
超详细！！！

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Object: 终极父类

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Java语言中有一个名为java.lang.Object的特殊类，所有的类都是直接或间接地继承该类而得到的。
定义类时，若没有用extends指明继承哪个类，编译器会自动加上extends Object。

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Object 类中定义的方法：

public String toString( ) //返回对象的字符串表示
public boolean equals( Object obj) //比较对象是否与obj相等
public class<?> getClass() //返回对象所属的类所对应的Class对象
public int hashCode() //返回对象的哈希码值
protected Object clone() //创建并返回对象的一个副本
protected void finalize() //当对该对象没有引用时由垃圾回收器调用

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toString( )方法

• 调用对象的toString()方法可以返回对象的字符串表示。
• 如果在Employee类中没有覆盖toString()方法，执行以下代码：

Employee emp = new Employee("李浪",19,5000);
   System.out.println(emp.toString());

• 可能产生类似下面的输出：
  com.demo.Employee@1db9742 //类完全限定名+@+16进制数据

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• 在Employee类中覆盖 toString()方法

public String toString(){
       return  "员工信息:" + name +"  "+ age + "  "+ salary;
   }

• System.out.println(emp.toString());
• System.out.println(emp); //自动调用toString()方法
  输出结果都为：
  员工信息:李浪 19 5000.0

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equals( )方法

• equals()方法主要用来比较两个对象是否相等，使用格式为：
  obj1.equals(obj2)
• equals()方法在Object类中的定义：
  public boolean equals(Object obj){
  return (this == obj); //比较引用是否相等
  }
• 相当于两个对象使用“==”号进行比较。

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getClass( )方法

• 返回运行时的对象所属的类所对应的Class对象。
• 每当一个类被加载时，JVM就会自动为其生成一个Class对象。由于Class类没有构造方法，需要通过Object类的getClass()方法取得对象对应的Class对象。
• getClass().getName()是用来返回Class对象所代表的具体对象的名称。

hashCode( )方法

• hashCode()方法返回对象的哈希码（hash code）值，即对象在内存中的十进制地址。
• 在覆盖Object类的hashCode()方法时，要保证相同对象的哈希码必须相同。
• 覆盖时常调用java.util.Objects类的hash()方法

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可以使用不同算法生成对象的哈希码，例如，String类使用下面算法生成它的哈希码：

 int hash = 0;
     for(int i =0; i < length(); i++)
          hash = 31 * hash +charAt(i);
      //相同字符串的哈希码相同

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clone( )方法

• 使用Object类的clone()方法可以克隆一个对象，即创建一个对象的副本。
• 要使类的对象能够克隆，类必须实现Cloneable接口。
• clone()方法声明抛出CloneNotSupportedException异常。
• clone()方法的返回类型为Object

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finalize( )方法

• 在对象被销毁之前，垃圾回收器允许对象调用finalize( )方法进行清理工作，称为对象终结。
• finalize( )方法的定义格式为：
  protected void finalize( ) throws Throwable
• 每个对象的finalize( )方法仅被调用一次。

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Object类中toString()、equals(Object obj)、hashCode()、getClass()、clone()方法使用

public class Car implements Cloneable {
private int id; // 编号
private String brand; // 品牌
private String color; // 颜色
public Car(int id, String brand, String color) {
this.id = id;
this.brand = brand;
this.color = color;
}
public String toString() 
{return "汽车:id = " + id + " brand=" + brand + "color=" + color;}
public boolean equals(Object obj) 
{return this.id == ((Car) obj).id;}
protected void finalize( )  throws Throwable
{System.out.println("The object is destroyed");}

public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Car c1 = new Car(101, "宝马", "棕色");
Car c2 = (Car) c1.clone();
System.out.println(c1 == c2);
System.out.println(c1.equals(c2));
System.out.println(c1.getClass().getName());
System.out.println(c1.hashCode());
System.out.println(c1);
c1 = null;
c2 = null;
System.gc();  //执行垃圾回收
}
}

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Math类

• java.lang.Math类中定义了一些方法实现数学上的基本函数功能：

指数函数
对数函数
平方根函数
三角函数
两个常量PI和E

• Math类中定义的所有的方法和两个常量都是static的，仅能通过类名访问。

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方法声明	功能描述
public static double abs (double a)	返回a的绝对值
public static double max (double a,double b)	返回a、b的较大值
public static double min (double a,double b)	返回a、b的较小值
public static double pow (double a,double b)	返回a的b次幂
public static double sqrt (double a)	返回a的平方根
public static double log (double a)	返回a的对数在
public static double sin (double a)	返回a的正弦值
public static double asin (double a)	返回a的反正弦值
public static double random()	产生一个[0.0,1.0)之间的随机数
public static double ceil (double a)	向上取整
public static double floor(double a)	向下取整

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//sqrt()、pow()、rint()、round()方法以及常量PI的使用
public class MathDemo {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("sqrt(2) = " + Math.sqrt(2)); //求2的平方根
System.out.println("pow(2,5) = " + Math.pow(2, 5)); //求2的5次方
//double rint(double x)返回与x最接近的整数，若x到两个整数的距离相等则返回偶数
System.out.println("rint(2.5) = " + Math.rint(2.5));
System.out.println("rint(-3.5) = " + Math.rint(-3.5));
//long round(double x)返回(long)Math.floor(x+0.5)
System.out.println("round(3.5) = " + Math.round(3.5));
System.out.println("round(-3.5) = " + Math.round(-3.5));
double pi = Math.PI;
pi = Math.round(pi * 10000) / 10000.0; // 四舍五入到小数点后4位
System.out.println("PI = " + pi);
}
}

Math类的使用

• Math类中的random()方法用来生成大于等于0.0小于1.0的double型随机数

（0.0<=Math.random()<1.0）
(int)(Math.random() * 10) // [0,9]
50 + (int)(Math.random() * 51) // [50, 100]
a + (int)(Math.random() * (b+1)) // [a, a +b]

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random()方法的使用

问题描述

• 编写一个方法，随机返回一个小写字母。用该方法随机生成100个小写字母输出，每行20个。
  public static char getLetter()
• 思路：小写字母的ASCII码值在97（‘a’）到122（‘z’）之间，因此只需随机产生97到122之间的整数，然后把它们转换成字符即可。

//编写一个方法，随机返回一个小写字母。
//用该方法随机生成100个小写字母输出，每行20个。
public class RandomCharacter {
//随机返回一个小写字母'a'~'z'
    public static char getLetter(){
     //[97+0, 97+26）即[97, 122]即['a','z']
      return (char)(97 + Math.random() * (26)); 
    }
    
    public static void main (String[] args) {
      for(int i = 1 ;i <= 100 ; i ++){
         System.out.print(getLetter()+" ");
        if( i % 20 ==0)    // 每行输出20个字母后换行
          System.out.println();
      }
    }
}

基本类型包装类

• Java提供8个基本数据类型包装类（wrapper class），通过这些类，可以将基本类型的数据包装成对象。
  
  注：以上包装类在java.lang包中

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每种包装类型都覆盖了toString( )方法和equals( )方法。

• toString( )方法将包装类型的对象中的值以字符串形式返回。
  Boolean b = new Boolean(false);
  System.out.println(b);
• equal( )方法比较包装类型的对象时是比较所包装的值

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Character类

Character类对象封装了单个字符值。

• 构造方法：

public Character(char value)。

• 常用方法：

public char charValue() : 返回Character对象所包含的char值。
public int compareTo(Character anotherCharacter)：比较两个字符对象，相等返回0，小于参数返回负值，大于参数返回正值。
public static boolean isDigit(char ch): 返回参数字符是否是数字。
public static boolean isLetter (char ch): 返回参数字符是否是字母。
public static char toLowerCase(char ch): 将参数字符转换为小写字母返回。
public static char toUpperCase(char ch): 将参数字符转换为大写字母返回

//Character类常用方法
public class CharacterDemo {
public static void main(String[] args) {
Character a = new Character('A');
Character b = new Character('D');
System.out.println(a.charValue() ); //A
System.out.println(a.compareTo(b)); //-3
System.out.println(Character.isDigit('0')); //true
System.out.println(Character.isLetter('*')); //false
System.out.println(Character.toLowerCase('A'));//a
System.out.println(Character.toUpperCase('d'));//D
}
}

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Boolean类

Boolean类封装了一个布尔值（true或false）。

• 构造方法：

public Boolean(boolean value) ：用一个boolean型值创建Boolean对象。
public Boolean(String s) ：用一个字符串创建对象。若s不为null且其值为”true”（不区分大小写）则封装的布尔值为true，否则封装的值为false。

• 常用方法：

public boolean booleanValue()：返回该对象封装的boolean值。
public static boolean parseBoolean(String s)：将s解析为一个boolean值，s不为null且等于”true”（不区分大小写）时解析为true。
public static Boolean valueOf(boolean b)：将b的值转化为Boolean对象。
public static Boolean valueOf(String s)：将s的值转化为Boolean对象。

//Boolean类常用方法
public class BooleanDemo {
public static void main(String[] args) {
Boolean b = new Boolean(false); //用一个boolean型值创建Boolean对象
Boolean b2 = new Boolean("true");//用一个字符串创建对象Boolean对象
boolean b3 = Boolean.parseBoolean("true");//将字符串解析为布尔值
System.out.println(b);  //输出对象b 
System.out.println(b2); //输出对象b2
System.out.println(b3); //输出布尔值b3
}
}

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数值型包装类

• 6种数值型的包装类：

Byte/Short/Integer/Long/Float/Double

• 都有两个构造方法：
  以该类型的基本数据类型作为参数；
  以一个字符串作为参数。

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Integer类

Integer类封装了一个int型数据。

• 构造方法：

public Integer(int value) ：使用int类型的值创建Integer对象。
public Integer(String s) ：使用字符串构造Integer对象，若字符串不能转换成相应的数值，则抛出NumberFormatException。

• 常用方法：

public static String toBinaryString(int i): 返回i用字符串表示的2进制序列。
public static String toHexString(int i) : 返回i用字符串表示的16进制序列。
public static String toOctalString(int i): 返回i用字符串表示的8进制序列。
public static int signum(int i): 返回i的符号，若i>0返回1，若i=0返回0，若i<0返回-1。
public static int parseInt(String s) :将s转化为int类型值。

//Integer类常用方法
public class IntegerDemo {
    public static void main (String[] args) {
    Integer intObj1 = new Integer(314);
    Integer intObj2 = new Integer("314");
    System.out.println("intObj1所包含的值为："+intObj1); 
    System.out.println(intObj1.equals(intObj2)); //两个对象包含内容相等
    System.out.println("2进制结果：" + Integer.toBinaryString(13));
    System.out.println("16进制结果：" + Integer.toHexString(13));
    System.out.println("8进制结果：" + Integer.toOctalString(13));
    System.out.println("符号：" + Integer.signum(13));
    int d = Integer.parseInt("314");
    System.out.println("d = " + d);
    }
}

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数值型包装类的常量

• 每个数值包装类都定义了以下常量：

SIZE：对应基本类型数据所占比特数
BYTES：对应基本类型数据所占字节数
MAX_VALUE：对应基本类型数据的最大值
MIN_VALUE：对应基本类型数据的最小值（对于浮点型是最小正值）

• Float和Double还增加了以下常量：

POSITIVE_INFINITY ：正无穷大
NEGATIVE_INFINITY ：负无穷大
NaN ：非数值

//Doule类中常量的使用
public class DoubleDemo {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("比特数：" + Double.SIZE); //64
System.out.println("字节数：" + Double.BYTES); //8
System.out.println("最大值：" + Double.MAX_VALUE);
System.out.println("最小正值：" + Double.MIN_VALUE);
double d = 5.0 / 0.0;
System.out.println(d == Double.POSITIVE_INFINITY); //true
System.out.println(-5.0 / 0.0);  //-Infinity
System.out.println(0.0 / 0.0);   //NAN
}
}

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自动装箱与自动拆箱

Java 5版本提供了自动装箱与自动拆箱功能。

• 自动装箱（autoboxing）是指基本类型的数据可以自动转换为包装类的实例。
• 自动拆箱（unboxing）是指包装类的实例自动转换为基本类型的数据。
  例子：
  Interger value = 308; //自动装箱
  int x = value; //自动拆箱

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BigInteger和BigDecimal类

• 表示非常大的整数或非常高精度的浮点数。
  在java.math包中定义。
• 扩展了Number类并实现了Comparable接口，它们的实例都是不可变的。
• 创建实例，可以使用
  new BigInteger(String) //大整数对象
  new BigDecimal(String) //高精度浮点数对象

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BigInteger类的应用
问题描述

• 编写一个方法，求任意整数的阶乘。编程求50的阶乘。
  public static BigInteger factor( long n)
• 思路：可通过循环计算1 * 2 * …* n，结果用BigInteger类型，乘法用multiply方法。

import java.math.*;
public class LargeFactorial {
public static BigInteger factorial(long n) {
BigInteger result = BigInteger.ONE; // BigInteger.ONE常量表示1
for (long i = 1; i <= n; i++) {
result = result.multiply(new BigInteger(i + ""));
}
return result;
}

public static void main(String[] args) {
System.out.println("50! is \n" + factorial(50));
}
}

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BigDecimal类的应用
BigDecimal类的divide( )方法

import java.math.BigDecimal;
public class BigDecimalDemo {
public static void main(String[] args) {
BigDecimal a = new BigDecimal(10.0);
BigDecimal b = new BigDecimal(3.0);
//BigDecimal c = a.divide(b); //除不尽时出现ArithmeticException异常
//保留20位小数，四舍五入
BigDecimal c = a.divide(b, 20, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
System.out.println(c);
}
}

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日期/时间API

• Java 8开始提供了一个新的日期-时间API，它们定义在java.time包中。
• 常用的类包括LocalDate、LocalTime、LocalDateTime、YearMonth、MonthDay、Year、Instant、Duration及Period等类。

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本地日期类LocalDate

• LocalDate对象用来表示带年月日的本地日期，它不带时区和时间信息。
• 使用下列方法创建LocalDate对象。

  static LocalDate now()
  static LocalDate of(int year, int month, int dayOfMonth)

• LocalDate类的常用方法：

plusDays, plusWeeks, plusMonths, plusYears
minusDays, minusWeeks, minusMonths, minusYears
getDayOfWeek, getDayOfMonth， getDayOfYear
getMonthValue
getYear
lengthOfMonth, lengthOfYear
isLeapYear

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本地时间类LocalTime

• LocalTime对象表示本地时间，包含时、分和秒，它是不可变对象。时间对象中不包含日期和时区
• 使用下列方法创建LocalTime对象。

static LocalTime now()
static LocalTime of(int hour, int minute, int second)

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LocalDate和LocalTime应用

package com.demo;
import java.time.*;
public class LocalDateDemo {
public static void main(String[] args) {
LocalDate today = LocalDate.now();
LocalTime rightNow = LocalTime.now();
LocalDate birthday = LocalDate.of(2000, 12, 22);
LocalTime birthTime = LocalTime.of(8, 10, 20);
DayOfWeek dofw = birthday.getDayOfWeek();
System.out.println("今日日期时间：" + today +" " + rightNow);
System.out.println("生日：" + birthday + " " + dofw +" "+ birthTime);
}
}