Object类
java.lang.Object类是JAVA语言中,即所有类的父类。所有的子类都实现了Object类中的方法。
Object 是类层次结构的根(最顶层)类。每个类都是用Object作为超(父)类。
所有对象(包括数组)都实现这个类的方法。
1 | package oop.demo01; |
1 | package oop.demo01; |
equals比较
1 | package oop.demo01; |
Objects类
在JdK7 添加了一个Object工具类,它提供了一些方法来操作对象,它由一些静态的实用方法组成,这些方法是null-save(空指针安全的)或null-tolerant(容忍空指针的),用于计算对象的hashcode、返回对象的字符串表示形式、比较两个对象。
null 是不能调用方法的,会抛出空指针异常,(NullPointerException null)
Object类的equals方法:对两个对象进行比较,防止空指针异常。
在比较两个对象的时候,Object的equals方法容易抛出空指针异常,而Objects类中的equals方法就优化了这个问题。方法如下:
1 | public static boolean equals(Object a, Object b)//:判断两个对象是否相等。 |
总结:
Object类:
Obect类是所有类的父类,一个类都会直接或间接的继承自该类中提供的一些常用的方法!
toString()方法
equals()方法
Objects类
日期时间类
Date类
概述:
java.util.Date :表示日期和时间的类
类 Date 表示特定的瞬间,精确到毫秒。
毫秒:千分之一秒 1000毫秒 = 1秒
特定的瞬间:一个时间点,一刹那瞬间
毫秒的作用:可以对事件和日期进行计算
2099-01-3到2088-01-01 中间一共有多少天
可以日期转换成毫秒进行计算,计算完毕,在把毫秒转换成日期
把日期转换为毫秒:
##### 当前日期: 2088-01-01
##### 时间原点(0毫秒):1970年1月1日00:00:00
##### 就是计算当前日期到时间原点之间一共经历了多少毫秒
注意事项:中国属于东八区,会把时间增加8小时
1 | package oop.demo01; |
Dete类的成员方法以及常用方法
1 | package oop.demo01; |
DateFormat类
java.text.DateFormat:是日期/时间格式化子类的抽象类
作用:格式化(也就是日期 → 文本)、解析(文本→日期)
成员方法:
String format(Date date)按照指定的模式,吧Date日期,格式化为符合模式的字符串
Date parse(String source) 把符合模式的字符串,解析为Date日期
DateFormat类是以个抽象类,无法直接创建对象使用,可以使用DateFormat的子类
java.text.SimpleFormat(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:String pattern:传送指定的模式
模式:区分大小写
写对应的模式,会把模式替换为对应的日期和时间
“yyyy-MM–dd HH:mm:ss”
“yyyy年MM月dd日 HH时mm分ss秒”
注意:模式中的字母不能更改,连接模式的符号可以改变
1 | package oop.demo01; |
练习:
1 | package oop.demo01; |
日历类:
java.util.Calendar类:日历类
Calendar类是一个抽象类,里面提供了很多操作日历字段的方法(YEAR、MONTH、DAY_OF_MONTH、HOUR )
Calendar类无法直接创建对象使用,里面有一个静态方法叫做getInstance(),该方法返回了Calendar类的子类对象
static Calendar getInstance()使用默认时区和语言环境获得一个日历。
1 | class Demo01Calendar{ |
Calendar类的成员方法:
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:
字段值 | 含义 |
---|---|
YEAR | 年 |
MONTH | 月(从0开始,可以+1使用) |
DAY_OF_MONTH | 月中的天(几号) |
HOUR | 时(12小时制) |
HOUR_OF_DAY | 时(24小时制) |
MINUTE | 分 |
SECOND | 秒 |
DAY_OF_WEEK | 周中的天(周几,周日为1,可以-1使用) |
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:
1 | import java.util.Calendar; |
1 | import java.util.Calendar; |
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:
1 | import java.util.Calendar; |
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。
1 | import java.util.Calendar; |
小贴士:
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。
System类
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。
currentTimeMillis方法
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
1 | import java.util.Date; |
练习
验证for循环打印数字1-9999所需要使用的时间(毫秒)
1 | public class SystemTest1 { |
arraycopy方法
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:
参数序号 | 参数名称 | 参数类型 | 参数含义 |
---|---|---|---|
1 | src | Object | 源数组 |
2 | srcPos | int | 源数组索引起始位置 |
3 | dest | Object | 目标数组 |
4 | destPos | int | 目标数组索引起始位置 |
5 | length | int | 复制元素个数 |
练习
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]
1 | import java.util.Arrays; |
StringBuilder类
字符串拼接问题
由于String类的对象内容不可改变,所以每当进行字符串拼接时,总是会在内存中创建一个新的对象。例如:
1 | public class StringDemo { |
在API中对String类有这样的描述:字符串是常量,它们的值在创建后不能被更改。
根据这句话分析我们的代码,其实总共产生了三个字符串,即"Hello"
、"World"
和"HelloWorld"
。引用变量s首先指向Hello
对象,最终指向拼接出来的新字符串对象,即HelloWord
。
如果对字符串进行拼接操作,每次拼接,都会构建一个新的String对象,既耗时,又浪费空间。为了解决这一问题,可以使用java.lang.StringBuilder
类。
StringBuilder概述
查阅java.lang.StringBuilder
的API,StringBuilder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StringBuilder是个字符串的缓冲区,即它是一个容器,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。
它的内部拥有一个数组用来存放字符串内容,进行字符串拼接时,直接在数组中加入新内容。StringBuilder会自动维护数组的扩容。原理如下图所示:(默认16字符空间,超过自动扩充)
构造方法
根据StringBuilder的API文档,常用构造方法有2个:
public StringBuilder()
:构造一个空的StringBuilder容器。public StringBuilder(String str)
:构造一个StringBuilder容器,并将字符串添加进去。
1 | public class StringBuilderDemo { |
常用方法
StringBuilder常用的方法有2个:
public StringBuilder append(...)
:添加任意类型数据的字符串形式,并返回当前对象自身。public String toString()
:将当前StringBuilder对象转换为String对象。
append方法
append方法具有多种重载形式,可以接收任意类型的参数。任何数据作为参数都会将对应的字符串内容添加到StringBuilder中。例如:
1 | public class Demo02StringBuilder { |
备注:StringBuilder已经覆盖重写了Object当中的toString方法。
toString方法
通过toString方法,StringBuilder对象将会转换为不可变的String对象。如:
1 | public class Demo16StringBuilder { |
StringBuilder类
字符串拼接问题
由于String类的对象内容不可改变,所以每当进行字符串拼接时,总是会在内存中创建一个新的对象。例如:
1 | public class StringDemo { |
在API中对String类有这样的描述:字符串是常量,它们的值在创建后不能被更改。
根据这句话分析我们的代码,其实总共产生了三个字符串,即"Hello"
、"World"
和"HelloWorld"
。引用变量s首先指向Hello
对象,最终指向拼接出来的新字符串对象,即HelloWord
。
由此可知,如果对字符串进行拼接操作,每次拼接,都会构建一个新的String对象,既耗时,又浪费空间。为了解决这一问题,可以使用java.lang.StringBuilder
类。
StringBuilder概述
查阅java.lang.StringBuilder
的API,StringBuilder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StringBuilder是个字符串的缓冲区,即它是一个容器,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。
它的内部拥有一个数组用来存放字符串内容,进行字符串拼接时,直接在数组中加入新内容。StringBuilder会自动维护数组的扩容。原理如下图所示:(默认16字符空间,超过自动扩充)
构造方法
根据StringBuilder的API文档,常用构造方法有2个:
public StringBuilder()
:构造一个空的StringBuilder容器。public StringBuilder(String str)
:构造一个StringBuilder容器,并将字符串添加进去。
1 | public class StringBuilderDemo { |
常用方法
StringBuilder常用的方法有2个:
public StringBuilder append(...)
:添加任意类型数据的字符串形式,并返回当前对象自身。public String toString()
:将当前StringBuilder对象转换为String对象。
append方法
append方法具有多种重载形式,可以接收任意类型的参数。任何数据作为参数都会将对应的字符串内容添加到StringBuilder中。例如:
1 | public class Demo02StringBuilder { |
备注:StringBuilder已经覆盖重写了Object当中的toString方法。
toString方法
通过toString方法,StringBuilder对象将会转换为不可变的String对象。如:
1 | public class Demo16StringBuilder { |
包装类
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:
基本类型 | 对应的包装类(位于java.lang包中) |
---|---|
byte | Byte |
short | Short |
int | Integer |
long | Long |
float | Float |
double | Double |
char | Character |
boolean | Boolean |
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
1 | Integer i = new Integer(4);//使用构造函数函数 |
包装对象—->基本数值
1 | int num = i.intValue(); |
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:
1 | Integer i = 4;//自动装箱。相当于Integer i = Integer.valueOf(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:
1 | 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:
1 | public class Demo18WrapperParse { |
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。
【Collection、泛型】
主要内容
- Collection集合
- 迭代器
- 增强for
- 泛型
教学目标
- 能够说出集合与数组的区别
- 说出Collection集合的常用功能
- 能够使用迭代器对集合进行取元素
- 能够说出集合的使用细节
- 能够使用集合存储自定义类型
- 能够使用foreach循环遍历集合
- 能够使用泛型定义集合对象
- 能够理解泛型上下限
- 能够阐述泛型通配符的作用
Collection集合
集合概述
在前面基础班我们已经学习过并使用过集合ArrayList
- 集合:集合是java中提供的一种容器,可以用来存储多个数据。
集合和数组既然都是容器,它们有啥区别呢?
- 数组的长度是固定的。集合的长度是可变的。
- 数组中存储的是同一类型的元素,可以存储基本数据类型值。集合存储的都是对象。而且对象的类型可以不一致。在开发中一般当对象多的时候,使用集合进行存储。
集合框架
JAVASE提供了满足各种需求的API,在使用这些API前,先了解其继承与接口操作架构,才能了解何时采用哪个类,以及类之间如何彼此合作,从而达到灵活应用。
集合按照其存储结构可以分为两大类,分别是单列集合java.util.Collection
和双列集合java.util.Map
,今天我们主要学习Collection
集合,在day04时讲解Map
集合。
- Collection:单列集合类的根接口,用于存储一系列符合某种规则的元素,它有两个重要的子接口,分别是
java.util.List
和java.util.Set
。其中,List
的特点是元素有序、元素可重复。Set
的特点是元素无序,而且不可重复。List
接口的主要实现类有java.util.ArrayList
和java.util.LinkedList
,Set
接口的主要实现类有java.util.HashSet
和java.util.TreeSet
。
从上面的描述可以看出JDK中提供了丰富的集合类库,为了便于初学者进行系统地学习,接下来通过一张图来描述整个集合类的继承体系。
其中,橙色框里填写的都是接口类型,而蓝色框里填写的都是具体的实现类。这几天将针对图中所列举的集合类进行逐一地讲解。
集合本身是一个工具,它存放在java.util包中。在Collection
接口定义着单列集合框架中最最共性的内容。
1.3 Collection 常用功能
Collection是所有单列集合的父接口,因此在Collection中定义了单列集合(List和Set)通用的一些方法,这些方法可用于操作所有的单列集合。方法如下:
public boolean add(E e)
: 把给定的对象添加到当前集合中 。public void clear()
:清空集合中所有的元素。public boolean remove(E e)
: 把给定的对象在当前集合中删除。public boolean contains(E e)
: 判断当前集合中是否包含给定的对象。public boolean isEmpty()
: 判断当前集合是否为空。public int size()
: 返回集合中元素的个数。public Object[] toArray()
: 把集合中的元素,存储到数组中。
方法演示:
1 | import java.util.ArrayList; |
tips: 有关Collection中的方法可不止上面这些,其他方法可以自行查看API学习。
Iterator迭代器
Iterator接口
在程序开发中,经常需要遍历集合中的所有元素。针对这种需求,JDK专门提供了一个接口java.util.Iterator
。Iterator
接口也是Java集合中的一员,但它与Collection
、Map
接口有所不同,Collection
接口与Map
接口主要用于存储元素,而Iterator
主要用于迭代访问(即遍历)Collection
中的元素,因此Iterator
对象也被称为迭代器。
想要遍历Collection集合,那么就要获取该集合迭代器完成迭代操作,下面介绍一下获取迭代器的方法:
public Iterator iterator()
: 获取集合对应的迭代器,用来遍历集合中的元素的。
下面介绍一下迭代的概念:
- 迭代:即Collection集合元素的通用获取方式。在取元素之前先要判断集合中有没有元素,如果有,就把这个元素取出来,继续在判断,如果还有就再取出出来。一直把集合中的所有元素全部取出。这种取出方式专业术语称为迭代。
Iterator接口的常用方法如下:
public E next()
:返回迭代的下一个元素。public boolean hasNext()
:如果仍有元素可以迭代,则返回 true。
接下来我们通过案例学习如何使用Iterator迭代集合中元素:
1 | public class IteratorDemo { |
tips::在进行集合元素取出时,如果集合中已经没有元素了,还继续使用迭代器的next方法,将会发生java.util.NoSuchElementException没有集合元素的错误。
迭代器的实现原理
我们在之前案例已经完成了Iterator遍历集合的整个过程。当遍历集合时,首先通过调用t集合的iterator()方法获得迭代器对象,然后使用hashNext()方法判断集合中是否存在下一个元素,如果存在,则调用next()方法将元素取出,否则说明已到达了集合末尾,停止遍历元素。
Iterator迭代器对象在遍历集合时,内部采用指针的方式来跟踪集合中的元素,为了让初学者能更好地理解迭代器的工作原理,接下来通过一个图例来演示Iterator对象迭代元素的过程:
在调用Iterator的next方法之前,迭代器的索引位于第一个元素之前,不指向任何元素,当第一次调用迭代器的next方法后,迭代器的索引会向后移动一位,指向第一个元素并将该元素返回,当再次调用next方法时,迭代器的索引会指向第二个元素并将该元素返回,依此类推,直到hasNext方法返回false,表示到达了集合的末尾,终止对元素的遍历。
增强for
增强for循环(也称for each循环)是JDK1.5以后出来的一个高级for循环,专门用来遍历数组和集合的。它的内部原理其实是个Iterator迭代器,所以在遍历的过程中,不能对集合中的元素进行增删操作。
格式:
1 | for(元素的数据类型 变量 : Collection集合or数组){ |
它用于遍历Collection和数组。通常只进行遍历元素,不要在遍历的过程中对集合元素进行增删操作。
练习1:遍历数组
1 | public class NBForDemo1 { |
练习2:遍历集合
1 | public class NBFor { |
tips: 新for循环必须有被遍历的目标。目标只能是Collection或者是数组。新式for仅仅作为遍历操作出现。
泛型
泛型概述
在前面学习集合时,我们都知道集合中是可以存放任意对象的,只要把对象存储集合后,那么这时他们都会被提升成Object类型。当我们在取出每一个对象,并且进行相应的操作,这时必须采用类型转换。
大家观察下面代码:
1 | public class GenericDemo { |
程序在运行时发生了问题java.lang.ClassCastException。 为什么会发生类型转换异常呢? 我们来分析下:由于集合中什么类型的元素都可以存储。导致取出时强转引发运行时 ClassCastException。 怎么来解决这个问题呢? Collection虽然可以存储各种对象,但实际上通常Collection只存储同一类型对象。例如都是存储字符串对象。因此在JDK5之后,新增了泛型(Generic)语法,让你在设计API时可以指定类或方法支持泛型,这样我们使用API的时候也变得更为简洁,并得到了编译时期的语法检查。
- 泛型:可以在类或方法中预支地使用未知的类型。
tips:一般在创建对象时,将未知的类型确定具体的类型。当没有指定泛型时,默认类型为Object类型。
使用泛型的好处
上一节只是讲解了泛型的引入,那么泛型带来了哪些好处呢?
- 将运行时期的ClassCastException,转移到了编译时期变成了编译失败。
- 避免了类型强转的麻烦。
通过我们如下代码体验一下:
1 | public class GenericDemo2 { |
tips:泛型是数据类型的一部分,我们将类名与泛型合并一起看做数据类型。
泛型的定义与使用
我们在集合中会大量使用到泛型,这里来完整地学习泛型知识。
泛型,用来灵活地将数据类型应用到不同的类、方法、接口当中。将数据类型作为参数进行传递。
定义和使用含有泛型的类
定义格式:
1 | 修饰符 class 类名<代表泛型的变量> { } |
例如,API中的ArrayList集合:
1 | class ArrayList<E>{ |
使用泛型: 即什么时候确定泛型。
在创建对象的时候确定泛型
例如,ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
此时,变量E的值就是String类型,那么我们的类型就可以理解为:
1 | class ArrayList<String>{ |
再例如,ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
此时,变量E的值就是Integer类型,那么我们的类型就可以理解为:
1 | class ArrayList<Integer> { |
举例自定义泛型类
1 | public class MyGenericClass<MVP> { |
使用:
1 | public class GenericClassDemo { |
含有泛型的方法
定义格式:
1 | 修饰符 <代表泛型的变量> 返回值类型 方法名(参数){ } |
例如,
1 | public class MyGenericMethod { |
使用格式:调用方法时,确定泛型的类型
1 | public class GenericMethodDemo { |
含有泛型的接口
定义格式:
1 | 修饰符 interface接口名<代表泛型的变量> { } |
例如,
1 | public interface MyGenericInterface<E>{ |
使用格式:
1、定义类时确定泛型的类型
例如
1 | public class MyImp1 implements MyGenericInterface<String> { |
此时,泛型E的值就是String类型。
2、始终不确定泛型的类型,直到创建对象时,确定泛型的类型
例如
1 | public class MyImp2<E> implements MyGenericInterface<E> { |
确定泛型:
1 | /* |
泛型通配符
当使用泛型类或者接口时,传递的数据中,泛型类型不确定,可以通过通配符<?>表示。但是一旦使用泛型的通配符后,只能使用Object类中的共性方法,集合中元素自身方法无法使用。
通配符基本使用
泛型的通配符:不知道使用什么类型来接收的时候,此时可以使用?,?表示未知通配符。
此时只能接受数据,不能往该集合中存储数据。
举个例子大家理解使用即可:
1 | public static void main(String[] args) { |
tips:泛型不存在继承关系 Collection
通配符高级使用—-受限泛型
之前设置泛型的时候,实际上是可以任意设置的,只要是类就可以设置。但是在JAVA的泛型中可以指定一个泛型的上限和下限。
泛型的上限:
- 格式:
类型名称 <? extends 类 > 对象名称
- 意义:
只能接收该类型及其子类
泛型的下限:
- 格式:
类型名称 <? super 类 > 对象名称
- 意义:
只能接收该类型及其父类型
比如:现已知Object类,String 类,Number类,Integer类,其中Number是Integer的父类
1 | public static void main(String[] args) { |
集合综合案例
案例介绍
按照斗地主的规则,完成洗牌发牌的动作。
具体规则:
使用54张牌打乱顺序,三个玩家参与游戏,三人交替摸牌,每人17张牌,最后三张留作底牌。
案例分析
准备牌:
牌可以设计为一个ArrayList
,每个字符串为一张牌。
每张牌由花色数字两部分组成,我们可以使用花色集合与数字集合嵌套迭代完成每张牌的组装。
牌由Collections类的shuffle方法进行随机排序。发牌
将每个人以及底牌设计为ArrayList
,将最后3张牌直接存放于底牌,剩余牌通过对3取模依次发牌。 看牌
直接打印每个集合。
代码实现
1 | import java.util.ArrayList; |