【Java进阶】学好常用类，code省时省力

一、工具类

所谓工具类，即将完成通用功能的方法分类放到类中，工具类能够被高效地重复使用，使我们的编码快速、高效。

工具类的设计

工具方法使用public static修饰，通过工具类名调用工具方法。对于工具类，我们通常都会将构造方法私有化，目的是防止外界创建对象调用静态方法。

如果工具方法未用static修饰，则需要创建工具类对象调用工具方法，这时我们应考虑将工具类设计为单例模式。

单例模式（singleton）

设计模式：谈到单例模式，我们应当想到设计模式，设计模式是一套被反复使用的代码设计经验总结，专门用于解决特定场景的需求。

所谓单例，即只有一个实例（对象），即保证在整个应用中某个类有且只有一个实例，即类在堆内存中只能创建一个对象。 实例中持有数据，只有一个实例，则多个模块访问该实例的数据都是一样的，可用于共享信息。

单例模式分类

• 饿汉式：类加载时创建对象
• 懒汉式：类加载时只声明对象，只有需要时才创建对象
• 枚举法：

设计要求

• 必须在类中创建一个对象
• 构造器私有化，防止外界创建对象
• 提供一个公共静态方法，用于返回自身创建的对象（即向外界提供统一的访问方式）

二、包装类

所谓包装类，即将基本数据类型封装到一个类中，包装类位于java.lang

Object

• Boolean --> boolean
• Number

• Byte --> byte
• Short --> short
• Integer --> int
• Long --> long
• Float --> float
• Double--> double

• Character --> char

Integer

Integer内部封装了一个int类型的值，并提供了操作该值以及int和String之间转换的方法

常用方法

• ​​static Integer valueOf(int i)​​：创建指定int值的Integer对象
• ​​static Integer valueOf(String s)​​： 创建指定String值的Integer对象
• ​​static int parseInt(String s)​​将String转换为int类型
• ​​static String toString(int i)​​：将int转换为String对象
• ​​int intValue()​​：将Integer转换为int类型
• ​String toString()​​：将Integer转换为String对象
  
  
  

Auto-Boxing 和 Auto-UnBoxing

装箱和拆箱，装箱即将基本数据类型包装为包装类对象，拆箱即将包装类对象转换为基本数据类型。

自动装箱和自动拆箱，其实跟装箱和拆箱差不多的，只是不需要我们手动去转换，但底层依然是手动装箱和拆箱。

自动装箱：​​Integer num = 20;​​

自动拆箱：​​int val = num;​​

缓存设计

从性能上考虑，将常用数据存储到缓存区域，使用时则不需要创建对象，从而提高性能。

缓存范围：对于Byte、Short、Integer、Long，范围为[-128, 127]；对于Character，范围为[0, 127]。

三、BigDecimal类

位于java.math，用于处理高精度数据和金融领域

构造方法：

BigDecimal(type val)：type可以为int、long、double、String

例如：​​BigDecimal num = new BigDecimal(0.09);​​

成员方法：

• ​​add()​​
• ​​subtract()​​
• ​​multiply()​​
• ​​divide()​​

除不尽问题：java.lang.ArithmeticException
Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.

• ​​setScale()​​

保留位数, 精度控制

• RoundingMode.HALF_UP 四舍五入
• RoundingMode.HALF_DOWN 四舍五入

四、String类

位于java.lang，String为字符串（字符序列）

分类

根据同一个对象， 内容能不能修改区分

• 不可变字符串：String

• 创建完毕，内容将不能修改，若改变其内容，其实是创建新对象
• 在内存中以字符数组的形式存在
• 创建方式

• ​​String str = "Hello";​​ 存储在方法区的常量池，节约内存
• ​​String str = new String("Hello");​​
• str1先指向常量池中的hello，之后str2也指向了常量池的hello

*   “空”值
    *   `String str = null;` 没有初始化，没有分配空间
    *   `String str = "";` 完成初始化，分配了空间，但没内容
*   常用方法
    *   `int length()`：返回字符串的字符个数（长度）（包含空格）
    *   `char charAt(int index)`：返回指定索引位置的字符（从0开始）
    *   `int indexOf(String str)`：返回指定字符串在此字符串中从左向右第一次出现的索引（比如获取文件名“.”的位置）
    *   `boolean equals(Object anObject)`：比较内容是否相同
    *   `boolean equalsIgnoreCase(String anotherString)`：比较内容是否相同（忽略虑大小写）（比如验证码判断）
    *   `String toUpperCase()`：将字符串所有字符转为大写
    *   `String toLowerCase()`：把字符串所有字符转换为小写
    *   `String substring(int beginIndex)`：从指定位置开始截取字符串（从0开始）
    *   `String substring(int beginIndex, int endIndex)`：截取指定区域的字符串（从0开始，左闭右开）（比如截取文件的文件名部分）
    *   `boolean startsWith()`：判断字符串是否以指定前缀结束
    *   `boolean endsWith()`：判断字符串是否以指定后缀结束（比如判断文件为何种类型）
    *   `String trim()`：清除字符串头部尾部空白
    *   `boolean isEmpty()`：判断字符串是否为空
    *   `String concat(String str)`：拼接字符串
    *   `byte[] getBytes()`：将字符串转为byte序列
    *   `int hashCode()`：取字符串的哈希码
    *   `String replace(char oldChar, char newChar)`：将字符串中的某个字符替换为另一个字符
    *   `String[] split(String regex)`：拆分字符串

• 可变字符串：StringBuilder/StringBuffer

创建完毕内容可以修改，内容发生修改，对象保持不变

• StringBuffer

• 封装的数组默认空间是16个字符，当容量不够时，会自动扩容
• 构造方法

• ​​StringBuffer()​​：创建默认容量的字符串缓冲区
• ​​StringBuffer(int capacity)​​：创建指定容量的字符串缓冲区

• 常用方法

• ​​append()​​
• ​​insert()​​
• ​​delete()​​
• ​​setCharAt()​​：只能在有数据的位置修改
• ​​replace(start, end, str)​​：可以替换为空、变长、变短
• ​​length()​​：返回字符个数
• ​​capacity()​​：返回字符缓冲区的容量

• 扩容原理

• 当向字符数组添加元素发现容量不够时，利用value << 1 + 2（乘二加二）计算出扩容后新字符数组的容量，若新容量仍不满足要求，则直接将字符串长度作为容量进行扩容，然后利用数组复制的方式将旧字符数组复制到新字符数组，最后将新字符数组的地址赋值给包装类StringBuffer的value属性。（16 --> 34 --> 70 --> 142 ...）
  
  

• 线程安全，适合多线程环境
• StringBuffer（与StringBuilder基本一致）
• 区别

• 相同点：都是字符串可变缓冲区，API提供了相同的CRUD操作
• 不同点：StringBuffer线程安全，效率低，出生于JDK 1.0；StringBuilder线程不安全，效率高，出生于JDK1.5