Object类与常用API

我不是女神ヾ 2022-11-27 00:54 204阅读 0赞

# 主要内容 #

*  Object类
 *  Date类
 *  DateFormat类
 *  Calendar类
 *  System类
 *  StringBuilder类
 *  包装类

# 一、Object类 #

## 1.1 概述 ##

`java.lang.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。在对象实例化的时候，最终找的父类就是Object。

如果一个类没有特别指定父类， 那么默认则继承自Object类。例如：

public class MyClass /*extends Object*/ {
        // ...
    }

根据JDK源代码及Object类的API文档，Object类当中包含的方法有11个。主要讲其中的2个：

*  `public String toString()`：返回该对象的字符串表示。
 *  `public boolean equals(Object obj)`：指示其他某个对象是否与此对象“相等”。

## 1.2 toString方法 ##

### 方法摘要 ###

*  `public String toString()`：返回该对象的字符串表示。

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。

### 覆盖重写 ###

如果不希望使用toString方法的默认行为，则可以对它进行覆盖重写。例如自定义的Person类：

public class Person {  
        private String name;
        private int age;
    
        @Override
        public String toString() {
            return "Person{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + '}';
        }
    
        // 省略构造器与Getter Setter
    }

在IntelliJ IDEA中，可使用快捷键`alt+insert`，点击`toString()`选项。

## 1.3 equals方法 ##

### 方法摘要 ###

*  `public boolean equals(Object obj)`：指示其他某个对象是否与此对象“相等”。

调用成员方法equals并指定参数为另一个对象，则可以判断这两个对象是否是相同的。这里的“相同”有默认和自定义两种方式。

### 默认地址比较 ###

如果没有覆盖重写equals方法，那么Object类中默认进行`==`运算符的对象地址比较，只要不是同一个对象，结果必然为false。

### 对象内容比较 ###

如果希望进行对象的内容比较，即所有或指定的部分成员变量相同就判定两个对象相同，则可以覆盖重写equals方法。例如：

public class Person {   
        private String name;
        private int age;
        
        @Override
        public boolean equals(Object o) {
            // 如果对象地址一样，则认为相同
            if (this == o)
                return true;
            // 如果参数为空，或者类型信息不一样，则认为不同
            if (o == null || getClass() != o.getClass())
                return false;
            // 转换为当前类型
            Person person = (Person) o;
            // 要求基本类型相等，并且将引用类型交给java.util.Objects类的equals静态方法取用结果
            return age == person.age && Objects.equals(name, person.name);
        }
    }

这段代码充分考虑了对象为空、类型一致等问题，但方法内容并不唯一。大多数IDE都可以自动生成equals方法的代码内容。在IntelliJ IDEA中，可以使用`Code`菜单中的`Generate…`选项，也可以使用快捷键`alt+insert`，并选择`equals() and hashCode()`进行自动代码生成。

## 1.4 Objects类 ##

在**JDK7**添加了一个Objects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。

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：

*  `public static boolean equals(Object a, Object b)`:判断两个对象是否相等。

源码：

public static boolean equals(Object a, Object b) {  
        return (a == b) || (a != null && a.equals(b));  
    }

# 二、日期时间类 #

## 2.1 Date类 ##

### 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：

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
        }
    }

> tips: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。

### 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。

## 2.2 DateFormat类 ##

`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。

### 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。

### 格式规则 ###

常用的格式规则为：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>标识字母（区分大小写）</th> 
   <th>含义</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>y</td> 
   <td>年</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>M</td> 
   <td>月</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>d</td> 
   <td>日</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>H</td> 
   <td>时</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>m</td> 
   <td>分</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>s</td> 
   <td>秒</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

创建SimpleDateFormat对象的代码如：

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");
        }    
    }

### 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。

format方法

/*
     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
        }
    }

parse方法

/*
     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
        }
    }

## 2.3 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）

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);
    	}
    }

## 2.4 Calendar类 ##

### 概念 ###

`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。

### 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

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

### 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：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>字段值</th> 
   <th>含义</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>YEAR</td> 
   <td>年</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>MONTH</td> 
   <td>月（从0开始，可以+1使用）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>DAY_OF_MONTH</td> 
   <td>月中的天（几号）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>HOUR</td> 
   <td>时（12小时制）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>HOUR_OF_DAY</td> 
   <td>时（24小时制）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>MINUTE</td> 
   <td>分</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SECOND</td> 
   <td>秒</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>DAY_OF_WEEK</td> 
   <td>周中的天（周几，周日为1，可以-1使用）</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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：

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");
        }    
    }

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
        }
    }

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：

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; 
        }
    }

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。

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
        }
    }

> 注：
> 
> 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。

# 三、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。

## 3.1 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

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

### 练习 ###

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));
        }
    }

## 3.2 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：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>参数序号</th> 
   <th>参数名称</th> 
   <th>参数类型</th> 
   <th>参数含义</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>1</td> 
   <td>src</td> 
   <td>Object</td> 
   <td>源数组</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>2</td> 
   <td>srcPos</td> 
   <td>int</td> 
   <td>源数组索引起始位置</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>3</td> 
   <td>dest</td> 
   <td>Object</td> 
   <td>目标数组</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>4</td> 
   <td>destPos</td> 
   <td>int</td> 
   <td>目标数组索引起始位置</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>5</td> 
   <td>length</td> 
   <td>int</td> 
   <td>复制元素个数</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 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\[1,2,3,9,10\]

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]
            */
        }
    }

# 四、StringBuilder类 #

## 4.1 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：

public class StringDemo {
        public static void main(String[] args) {
            String s = "Hello";
            s += "World";
            System.out.println(s);
        }
    }

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。

## 4.2 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)

## 4.3 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。

public class StringBuilderDemo {
        public static void main(String[] args) {
            StringBuilder sb1 = new StringBuilder();
            System.out.println(sb1); // (空白)
            // 使用带参构造
            StringBuilder sb2 = new StringBuilder("itcast");
            System.out.println(sb2); // itcast
        }
    }

## 4.4 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：

public class Demo02StringBuilder {
    	public static void main(String[] args) {
    		//创建对象
    		StringBuilder builder = new StringBuilder();
    		//public StringBuilder append(任意类型)
    		StringBuilder builder2 = builder.append("hello");
    		//对比一下
    		System.out.println("builder:"+builder);
    		System.out.println("builder2:"+builder2);
    		System.out.println(builder == builder2); //true
    	    // 可以添加 任何类型
    		builder.append("hello");
    		builder.append("world");
    		builder.append(true);
    		builder.append(100);
    		// 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
    		//链式编程
    		builder.append("hello").append("world").append(true).append(100);
    		System.out.println("builder:"+builder);
    	}
    }

> 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：

public class Demo16StringBuilder {
        public static void main(String[] args) {
            // 链式创建
            StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello").append("World").append("Java");
            // 调用方法
            String str = sb.toString();
            System.out.println(str); // HelloWorldJava
        }
    }

# 五、包装类 #

## 5.1 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：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>基本类型</th> 
   <th>对应的包装类（位于java.lang包中）</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>byte</td> 
   <td>Byte</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>short</td> 
   <td>Short</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>int</td> 
   <td><strong>Integer</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>long</td> 
   <td>Long</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>float</td> 
   <td>Float</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>double</td> 
   <td>Double</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>char</td> 
   <td><strong>Character</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>boolean</td> 
   <td>Boolean</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 5.2 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();

## 5.3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。

## 5.3 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。