关于java:JavaSE第13篇常用API冒泡排序二分查找正则

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外围概述：本篇咱们将会学习罕用的 API，其中有 Object 类、日期相干操作类、数组相干操作类 Arrays、正则表达式；同时也会学习对于数组的一些罕用算法，其余中有冒泡排序、二分查找法。

第一章：Object 类

1.1- 概述（理解）

java.lang.Object类是 Java 语言中的根类，每个类都应用 Object 作为超类。所有对象（包含数组）都实现这个类的办法。

如果一个类没有特地指定父类，那么默认则继承自 Object 类。例如：

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

1.2- 本地办法（理解）

在 Object 类的源码中定义了 native 润饰的办法，native润饰的办法称为本地办法。

本地办法的特点：

  • 被 native 润饰的办法，非 Java 语言编写，是由 C ++ 语言编写。
  • 本地办法在运行期间进入本地办法栈内存，本地办法栈是一块独立内存的区域。
  • 本地办法的意义是和操作系统进行交互。

如 Object 类中局部源码：

private static native void registerNatives();
static {registerNatives();
}

当程序运行的时候，Object 类会最先被加载到内存中。类进入内存后首先加载本人的动态成员，static 代码块中调用了本地办法registerNatives()，和操作系统进行交互。

查看 Object 类源码：在 IDEA 编辑器中，新建一个类，在类中一个 main 办法中 new Object()，鼠标停留在Object 类上，按住ctrl + 点击鼠标，进入 Object 类源码中。

1.3-toString 办法（了解）

意识 toString 办法

办法申明：public String toString()：返回该对象的字符串示意。

Object 类 toString()办法源码：

public String toString() {return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());
}

源码剖析：

  • getClass().getName()返回类的全限定名字。
  • hashCode()办法返回 int 值，能够临时了解为对象的内存地址。
  • Integer.toHexString()将 int 类型的值转成十六进制。
  • 因而调用对象的 toString()办法将看到内存的地址值。

创立 Person 类，并调用办法 toString()

public static void main(String[] args){Student stu = new Student();
    String str = stu.toString();
    System.out.println(str);    // www.penglei666.com.demo01.Student@5f2050f6
    System.out.println(stu);    // www.penglei666.com.demo01.Student@5f2050f6
}

通过程序运行，失去论断，在输入语句中打印对象，就是在调用对象的 toString()办法。

重写 toString 办法

因为 toString 办法返回的后果是内存地址，而在开发中，内存地址并没有理论的利用价值，常常须要依照对象的属性失去相应的字符串表现形式，因而也须要重写它。

public class Student {  
    private String name;
    private int age;

    @Override
    public String toString() {return "Student：" + name + "," + age;}
    // 省略结构器与 Getter Setter
}

1.4-equals 办法（了解）

意识 equals 办法

办法申明：public boolean equals(Object obj)：批示其余某个对象是否与此对象“相等”。

Object 类 equals()办法源码：

public boolean equals(Object obj) {return (this == obj);
}

源码剖析：

  • this 是以后对象，哪个对象调用的 equals 办法就示意哪个对象。
  • obj 表述传递的参数，参数类型 Object，能够传递任意类型对象。
  • this==obj 比拟两个对象的内存地址是否雷同

equals 办法默认比拟两个对象的内存地址是否雷同，雷同则返回 true。

重写 equals 办法

理论利用中，比拟内存地址是否雷同并没有意义，咱们能够定义对象本人的比拟形式，比拟对象中成员变量的值是否雷同。须要对办法进行重写。

需要：重写 equals()办法，比拟两个对象中姓名和年龄是否雷同，如果姓名和年龄都雷同返回 true，否则返回 false。

public class Person {
    private String name;
    private int age;
    
    public boolean equals(Object obj){
        // 判断两个对象地址弱雷同，即为同一个对象
        if(this == obj)
            return true;
        //obj 对象为空，无需比拟，返回 false
        if(obj == null)
            return  false;
        //obj 如果是 Person 类型对象，则强制转换
        if(obj instanceof Person){Person person = (Person)obj;
            // 比拟两个对象的 name 属性和 age 属性，如果相等，返回 true
            return this.name.equals(person.name) && this.age == person.age;
        }
        return false;
    }
}

第二章：日期操作类

2.1-Date 类（记忆）

构造方法

  • public Date()：从运行程序的此时此刻到工夫原点经验的毫秒值, 转换成 Date 对象，调配 Date 对象并初始化此对象，以示意调配它的工夫（准确到毫秒）。
  • public Date(long date)：将指定参数的毫秒值 date, 转换成 Date 对象，调配 Date 对象并初始化此对象，以示意自从规范基准工夫（称为“历元（epoch）”，即 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 GMT）以来的指定毫秒数。
public class Test01 {public static void main(String[] args) {Date date = new Date();
        System.out.println(date);    // Fri Jul 31 11:59:20 CST 2020
        Date date2 = new Date(0);
        System.out.println(date2);   // Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970
    }
}

罕用办法

  • public long getTime() 把日期对象转换成对应的工夫毫秒值。
  • public void setTime(long time) 把办法参数给定的毫秒值设置给日期对象。
public class Test02 {public static void main(String[] args) {Date date = new Date();
        System.out.println(date.getTime());        // 1596168137169
        date.setTime(15961681371611L);
        System.out.println(date);                  // Tue Oct 22 00:22:51 CST 2475
    }
}

毫秒值（工夫戳）和日期对象相互转换

日期对象转换为毫秒值：日期对象.getTime();

毫秒值转换为日期对象：new Date(long time);

获取以后工夫的毫秒值：System.currentTimeMillis()

public class Test02 {public static void main(String[] args) {
        // 从 1970 年到当初的总毫秒值（也叫工夫戳）long millis = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(millis);       // 1596168719242
        // 毫秒值转日期对象
        Date date = new Date(millis);
        System.out.println(date);         // Fri Jul 31 12:11:59 CST 2020
        // 日期对象转毫秒值
        long millis2 = date.getTime();
        System.out.println(millis2);      // 1596168719242
    }
}

2.2-DateFormat 类（记忆）

概述

java.text.DateFormat 是日期 / 工夫格式化子类的抽象类，咱们通过这个类能够帮咱们实现日期和文本之间的转换, 也就是能够在 Date 对象与 String 对象之间进行来回转换。

  • 格式化：依照指定的格局，把 Date 对象转换为 String 对象。
  • 解析：依照指定的格局，把 String 对象转换为 Date 对象

构造方法

因为 DateFormat 为抽象类，不能间接应用，所以须要罕用的子类java.text.SimpleDateFormat。这个类须要一个模式（格局）来指定格式化或解析的规范。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局符号结构 SimpleDateFormat。

参数 pattern 是一个字符串，代表日期工夫的自定义格局。

罕用的格局规定为：

标识字母（辨别大小写） 含意
y 年
M 月
d 日
H 时
m 分
s 秒

备注：更具体的格局规定，能够参考 SimpleDateFormat 类的 API 文档。

转换方法

  • String format(Date date) 传递日期对象，返回格式化后的字符串。
  • Date parse(String str) 传递字符串，返回日期对象。
  public static void main(String[] args) throws ParseException {
    // 创立以后日期对象
    Date date = new Date();
    // 创立格式化对象
    DateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");
    String dateStr = format.format(date);
    System.out.println(dateStr);   // 2019-12-07 05:37:53
    // 把格式化日期转换为日期对象
    Date date2 = format.parse("2100-12-12 12:12:12");
    System.out.println(date2);   // Sun Dec 12 00:12:12 CST 2100
  }

2.3-Calendar 类（记忆）

概述

java.util.Calendar是日历类，在 Date 后呈现，替换掉了许多 Date 的办法。该类将所有可能用到的工夫信息封装为动态成员变量，不便获取。日历类就是不便获取各个工夫属性的。

获取日历对象

Calendar 是抽象类，不能创建对象，须要应用子类对象。java.util.GregorianCalendar类是 Calendar 的子类，然而创立日历对象须要依据本地的时区，语言环境来创立，比拟艰难，Calendar 类提供了静态方法 getInstance()间接获取子类的对象。

public static Calendar getInstance()：应用默认时区和语言环境取得一个日历。

  public static void main(String[] args) {
    // 获取日历对象
    Calendar calendar = Calendar.getInstance();}

罕用办法

罕用办法

  • 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)：依据日历的规定，为给定的日历字段增加或减去指定的工夫量。
  • public Date getTime()：返回一个示意此 Calendar 工夫值（从历元到当初的毫秒偏移量）的 Date 对象。

field：Calendar 类中提供很多成员常量，代表给定的日历字段：

字段值 含意
YEAR 年
MONTH 月（从 0 开始，能够 + 1 应用）
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，能够 - 1 应用）

代码：

  public static void main(String[] args) {
    // 获取日历对象
    Calendar calendar = Calendar.getInstance();
    // 获取以后日期的局部数据
    System.out.println(calendar.get(Calendar.YEAR));
    System.out.println(calendar.get(Calendar.MONTH));    // 月份 0-11
    System.out.println(calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH));
    System.out.println(calendar.get(Calendar.HOUR_OF_DAY));
    System.out.println(calendar.get(Calendar.MINUTE));
    System.out.println(calendar.get(Calendar.SECOND));
    System.out.println(calendar.get(Calendar.DAY_OF_WEEK));

  }

练习

需要：获取任意一年的二月有多少天

剖析：

  • 能够将日历设置到任意年的三月一日
  • 向前偏移一天
  • 获取偏移后的日历即可

代码：

public static void main(String[] args) {
    // 键盘录入任意的年份
    Scanner sc = new Scanner(System.in);
    System.out.println("请输出年：");
    int year = sc.nextInt();

    // 设置日历对象的年、月、日
    Calendar c = Calendar.getInstance();
    c.set(year, 2, 1);

    // 3 月 1 日往前推一天，就是 2 月的最初一天
    c.add(Calendar.DATE, -1);

    // 获取这一天输入即可
    int date = c.get(Calendar.DATE);
    System.out.println(year + "年的 2 月份有" + date + "天");

第三章：System 类

3.1- 概述（理解）

java.lang.System类中提供了大量的静态方法，能够获取与零碎相干的信息或零碎级操作。System 类公有润饰构造方法，不能创建对象，间接类名调用。

3.2- 罕用办法（记忆）

3.3- 测试程序运行时长（练习）

需要：在控制台输入 1 -10000，计算这段代码执行了多少毫秒

public static void main(String[] args) {
    // 获取以后工夫毫秒值
    System.out.println(System.currentTimeMillis()); 
    // 计算程序运行工夫
    long start = System.currentTimeMillis();
    for (int i = 1; i <= 10000; i++) {System.out.println(i);
    }
    long end = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("共耗时毫秒：" + (end - start));
 }

3.4-arryCopy 办法（记忆）

参数

  • Object src：要复制的数据源数组
  • int srcPost：数据源数组的开始索引
  • Object dest：复制后的目标数组
  • int destPos：目标数组开始索引
  • int length：要复制的数组元素的个数

代码

将源数组中从 1 索引开始，复制 3 个元素到目标数组中

public static void main(String[] args){int[] src = {1,2,3,4,5};
    int[] dest = {6,7,8,9,0};
    // 将源数组中从 1 索引开始，复制 3 个元素到目标数组中
    System.arraycopy(src,1,dest,0,3);
    for(int i = 0 ; i < dest.length;i++){System.out.println(dest[i]);
}

3.5-gc 办法（理解）

运行垃圾回收器，JVM 将从堆内存中清理对象，清理对象的同时会调用对象的 finalize()办法，JVM 的垃圾回收器是通过另一个线程开启的，因而程序中的成果并不显著。

Person 类

public class Person {protected void finalize() throws Throwable {System.out.println("对象被回收");
}

测试类：

public static void main(String[] args){new Person();
    new Person();
    new Person();
    new Person();
    new Person();
    new Person();
    System.gc();}

第四章：数组的冒泡排序

数组的排序，是将数组中的元素依照大小进行排序，默认都是以升序的模式进行排序，数组排序的办法很多，咱们解说的是数组的冒泡排序。

排序，都要进行数组 元素大小的比拟，再进行地位的替换。冒泡排序法是采纳数组中相邻元素进行比拟换位。

4.1- 什么是冒泡排序（理解）

冒泡排序（Bubble Sort），是一种较简略的排序算法。

它 反复地 走访过要排序的元素列，顺次 比拟两个相邻 的元素，如果程序谬误就把他们 替换 过去。走访元素的工作是 反复地进行直到没有相邻元素须要替换，也就是说该元素列曾经排序实现。

这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由替换缓缓“浮”到数列的顶端（升序或降序排列），就如同碳酸饮料中二氧化碳的气泡最终会上浮到顶端一样，故名“冒泡排序”。

实 质：把小（大）的元素往前（后）调

4.2- 冒泡排序的剖析和实现（练习）

需要

对数组 {3, 6, 4, 2, 1, 5} 进行从小到大的排序。

该数组共 6 个元素。

图解冒泡算法解析过程

代码实现

经上述图解剖析：代码实现须要

  1. 双重循环

    • 外层循环，管制躺数（躺数从 0 开始，因为数组索引从 0 开始，比拟好计算）。 躺数 = 数组长度 - 1
    • 内层循环，管制每趟比拟的次数。每趟比拟的次数 = 数组的长度 - 以后躺数 - 1
  2. 比拟相邻的两个数字，若地位谬误，则两个数字替换
public class Test06 {public static void main(String[] args) {
        // 定义要排序的数组
        int[] arr = {3, 6, 4, 2, 1, 5};
        System.out.println("数组排序前：" + showArray(arr));
        /**
         * 冒泡排序
         */
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
            // 外层循环管制躺数
            // i 示意以后躺数
            for (int j = 0; j < arr.length - i - 1; j++) {
                // 内层循环管制每趟比拟的次数
                // 相邻的两个数字开始比拟：arr[j] 和 arr[j+1]
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    // 地位谬误产生替换
                    int temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                }
            }
        }
        System.out.println("数组排序后：" + showArray(arr));
    }
    /**
     * 查看数组
     */
    public static String showArray(int[]arr) {StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append("{");
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {if (i == arr.length - 1) {sb.append(arr[i]);
            } else {sb.append(arr[i] + ",");
            }
        }
        sb.append("}");
        return sb.toString();}
}

执行后果：

/*
    数组排序前：{3, 6, 4, 2, 1, 5}
    数组排序后：{1, 2, 3, 4, 5, 6}
*/

第五章：数组的二分查找

目标：从数组中查问一个元素，比拟高效的查问形式，就是二分查找。

5.1- 什么是二分查找（理解）

二分查找也称折半查找（Binary Search），它是一种效率较高的查找办法，然而，折半查找要求查问的数组的元素是有序排列的。

查找过程如下：

  • 首先，假如数组中的元素是按 升序排列；
  • 将数组两头地位记录的元素值与要查找的元素值比拟，如果两者相等，则查找胜利；
  • 否则利用两头地位的记录将数组分成前、后两个子数组；
  • 如果两头地位记录的元素值大于要查找元素值，则进一步查找前一子数组，否则进一步查找后一子数组。
  • 反复以上过程，直到找到满足条件的记录，使查找胜利，或直到子表不存在为止，此时查找不胜利。

5.2- 二分查找的剖析和实现（练习）

需要：

从数组 {2, 5, 9, 10, 18, 20, 24} 中别离查问出元素5、20、3

折半查找，不能简略的除以 2，须要确认最小索引和最大索引。因为可能会屡次折半（一次 折半可能查找不胜利），索引最小索引和最大索引可能会变动。所以须要确定以下变量：

最小索引：min = 0

最大索引：max = 数组的长度 – 1

两头索引：(max + min)/2

图解剖析

图解剖析查问元素 5 的过程：

图解剖析查问元素 20 的过程：

图解剖析查问元素 3（一个不存在的元素）的过程：

论断

对于要查问的元素：

  1. 折半次数不确定（可能是屡次），应用 while 循环更简便。
  2. 折半过程中，若查问的值小于 mid 地位的值，则更改索引 max 为：max = mid – 1
  3. 折半过程中，若查问的值大于 mid 地位的值，则更改索引 min 为：min = mid + 1
  4. 查问胜利，要查问的元素 和 mid 值相等时，终止查问。
  5. 元素中不存在该元素，条件是索引 min 大于索引 max 时，终止查问。

代码

public class Test06 {public static void main(String[] args) {
        // 定义数组
        int[]arr = { 2, 5, 9, 10, 18, 20, 24};
        // 查问元素 5
        int index1 = binarySearch(arr,5);
        System.out.println("从数组：{ 2, 5, 9, 10, 18, 20, 24}查问元素 5 的索引是：" + index1);
        // 查问元素 20
        int index2 = binarySearch(arr,20);
        System.out.println("从数组：{ 2, 5, 9, 10, 18, 20, 24}查问元素 20 的索引是：" + index2);
        // 查问元素 3
        int index3 = binarySearch(arr,3);
        System.out.println("从数组：{ 2, 5, 9, 10, 18, 20, 24}查问元素 3 的索引是：" + index3);
    }

    /**
     * 二分查找, 返回要查找的元素的索引
     * @param arr 数组
     * @param key 要查问的元素值
     * @return 查问的后果，- 1 示意不存在该元素
     */
    public static int binarySearch(int[]arr, int key) {
        // 最小索引初始化为 0
        int min = 0;
        // 最大索引初始化为数组的长度 -1
        int max = arr.length - 1;
        // 两头索引
        int mid = 0;
        // 定义查问后的元素的索引，默认为 -1，示意不存在该元素
        int index = -1;
        // 循环查问
        while (min <= max){mid = (max + min)/2;
            if(key > arr[mid]) {min = mid + 1;}else if(key < arr[mid]){max = mid - 1;}else {
               index = mid;
               break;
            }
        }
        return index;
    }

}

查问后果：

/*
    从数组：{2, 5, 9, 10, 18, 20, 24}查问元素 5 的索引是：1
    从数组：{2, 5, 9, 10, 18, 20, 24}查问元素 20 的索引是：5
    从数组：{2, 5, 9, 10, 18, 20, 24}查问元素 3 的索引是：-1
*/

第六章：Arrays 类

咱们发现操作数组时，不论是排序、二分查找等，每次实现都须要本人剖析写代码。在开发过程中，影响开发效率。所以 Java 中提供了操作数组的工具类 Arrays。

6.1- 概述（理解）

java.util.Arrays 此类蕴含用来操作数组的各种办法，比方排序和搜寻等。Arrays 类公有润饰构造方法，其所有办法均为静态方法，调用起来非常简单。

6.2- 罕用办法（记忆）

理解更多办法可查问 API

    public static void main(String[] args) {
        // 定义数组
        int[]arr = { 2, 9, 5, 10, 24, 20, 18};
        // 排序
        Arrays.sort(arr);
        // 排序后的数组
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
        // 二分查找元素 5 的索引
        System.out.println(Arrays.binarySearch(arr,5));
        // 二分查找元素 20 的索引
        System.out.println(Arrays.binarySearch(arr,20));
        // 二分查找元素 3 的索引
        System.out.println(Arrays.binarySearch(arr,3));
    }

第七章：正则表达式

在理论开发中，咱们常常会对一些字符串做验证，比方验证邮箱格局、手机号码、身份证号码等。此时，最无效的验证形式就是正则表达式，只须要用正则形容验证规定，而后间接匹配字符串即可。

7.1- 概述（理解）

正则表达式是对字符串操作的一种规定，当时定义好一些字符串，这些字符串称为规定字符串，应用规定字符串表白一些逻辑性能。

例如：指定一个字符串 704181501@qq.com，判断出这个字符串是否合乎电子邮件的规定。应用字符串 String 对象的办法是能够实现的，然而非常复杂，若应用正则表达式则会十分的简略实现。

7.2- 正则规定 - 字符类（记忆）

在中括号中定义的字符

7.3- 正则规定 - 预约义字符类（记忆）

预约义字符，具备非凡含意的字符。

留神：对于 w、d、W、D 在 java 中示意时用双杠如 \\w 示意，因为在 java 的字符串中示意本义。

7.4- 正则规定 - 数量词（记忆）

7.5- 正则规定 - 分组（记忆）

分组，就是将多个字符看做一个整体，用 小括号 示意。

比方：”(李){4}” 示意字符“李”必须呈现四次

比方：”(李小龙){4}” 示意字符 ” 李小龙 ” 必须间断呈现四次

7.6- 正则规定 - 本义符（记忆）

对于，具备非凡含意的字符若示意为一般字符，能够应用本义符 \, 如. 就在正则中示意任意字符，但若就是示意为一般的点的话，则须要本义\. java 字符串中示意用\\.。

7.5-Java 中应用正则表达式（练习）

String 类 matches 办法应用正则表达式

办法：boolean matches(String regex)传递正则表达式规定，检测字符串是否匹配正则表达式规定，匹配返回 true。

需要：查看手机号，查看邮件地址。

剖析：

  • 手机号：只能 1 结尾，第二位能够是 345678 任意一个，第三位开始全数字，总长 11 位。
  • 邮件地址：@后面能够是数字，字母，下划线。@前面是字母和.。
public static void main(String[] args){
    //【验证手机号码】String tel = "13800138000";
    // 规定
    String telRegex = "1[345678][0-9]{9}";
    // 检测
    boolean flag = tel.matches(telRegex);
    System.out.println(flag); 
    //【验证邮件地址】String email = "lpl2015@vip.qq.com";
    String emailReg = "\\w+@(\\w+\\.)+\\w+";
    flag = email.matches(emailReg);
    System.out.println(flag);
}

String 类 split 办法应用正则表达式

办法：String[] split(String regex)传递正则表达式规定，以正则规定对字符串进行切割，返回数组。

public static void main(String[] args){
    String str1 = "ab  a   bbb  abc   aa      c";
    // 对空格进行切割
    String[] strArr =str1.split("+");
    System.out.println(Arrays.toString(strArr));

    String str2 = "192.168.1.121";
    strArr = str2.split("\\.");
    System.out.println(Arrays.toString(strArr));
}

留神：输入数组元素时会看到存在一个多余空格，Arrays.toString()办法源码中追加的空格。

正文完
java
发表至： java
2020-08-02
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