day01【Object 类、常用 API】

主要内容

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

教学目标

-[] 能够说出 Object 类的特点
-[] 能够重写 Object 类的 toString 方法
-[] 能够重写 Object 类的 equals 方法
-[] 能够使用日期类输出当前日期
-[] 能够使用将日期格式化为字符串的方法
-[] 能够使用将字符串转换成日期的方法
-[] 能够使用 System 类的数组复制方法
-[] 能够使用 System 类获取当前毫秒时刻值
-[] 能够说出使用 StringBuilder 类可以解决的问题
-[] 能够使用 StringBuilder 进行字符串拼接操作
-[] 能够说出 8 种基本类型对应的包装类名称
-[] 能够说出自动装箱、自动拆箱的概念
-[] 能够将字符串转换为对应的基本类型
-[] 能够将基本类型转换为对应的字符串

第一章 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。今天我们主要学习其中的 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，可以点击 Code 菜单中的 Generate...，也可以使用快捷键alt+insert，点击toString() 选项。选择需要包含的成员变量并确定。如下图所示：

小贴士：在我们直接使用输出语句输出对象名的时候, 其实通过该对象调用了其 toString()方法。

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：

import java.util.Objects;

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。如下图所示：

tips：Object 类当中的 hashCode 等其他方法，今后学习。

1.4 Objects 类

在刚才 IDEA 自动重写 equals 代码中，使用到了 java.util.Objects 类，那么这个类是什么呢？

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。

我们可以查看一下源码，学习一下：

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

第二章 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：

import java.util.Date;

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：

标识字母（区分大小写）	含义
y	年
M	月
d	日
H	时
m	分
s	秒

备注：更详细的格式规则，可以参考 SimpleDateFormat 类的 API 文档 0。

创建 SimpleDateFormat 对象的代码如：

import java.text.DateFormat;
import java.text.SimpleDateFormat;

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

使用 format 方法的代码为：

import java.text.DateFormat;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
/*
 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

使用 parse 方法的代码为：

import java.text.DateFormat;
import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;  
/*
 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）

代码实现：

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

日历我们都见过

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

例如：

import java.util.Calendar;

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：

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：

import java.util.Calendar;

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");
    }    
}

import java.util.Calendar;

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：

import java.util.Calendar;

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。

import java.util.Calendar;
import java.util.Date;

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
    }
}

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。

第三章 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

import java.util.Date;

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：

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]

import java.util.Arrays;

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]
        */
    }
}

第四章 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
    }
}

第五章 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：

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

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
int m = 9;
System.out.println(9+””);

//2 包装类的静态方法
String s2 = Integer.toString(23);
System.out.println(s2);

//3 String 类的静态方法 valueOf
int s3 = 45;
String s4 = String.valueOf(s3);
System.out.println(s4);

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。