JDK常用API

本篇介绍Java基础中常用API使用，当然只是简单介绍，围绕重要知识点引入，巩固开发知识，深入了解每个API的使用，查看Java API文档是必不可少的。

一、java.lang包下的API

Java常用基础包，在开发中会自动导入到代码环境中，不需要import。

1.基本数据类型/包装类

（1）基本数据类型：byte、short、int、long、float、double、char、boolean

（2）包装类：

• Byte：–提供了将字节数据转换为其他类型的方法，从Number抽象类继承过来.decode：将各种进制的数据内容的字符串，转换为十进制标识的字节类型，数字进制的标识符：无标识符：按十进制转换；ox、OX、#：按十六进制转换；o：按八进制转换.
• Short、Integer –将short、Integer装换为其数据类型的方法，从Number抽象类继承过来。decode与Byte类中的decode方法一样可进行不同进制的装换。parseShort、parseInt、parseByte一样，可以进行不同的进制装换值。

             注意：Integer十进制转其他进制的方法：toBinaryString()、toHexString()、toOctalString()。

• Float、Double –isInfinite():用于判断数字是否有趋近无穷大，无法完整描述的情况。isNaN()：判断浮点数据是否为有效数据(浮点类型参与运算后用于判断是否有效)

       注：valueOf、parseXXX方法可以将字符串形式的值装换为数字。

（3）包装类与基本数据类型之间可以实现数据类型的自动转换，即装箱和拆箱。

          装箱：自动将基本数据类型转换为其对应的包装类.

          拆箱：自动将包装类型转换为基本数据类型.

2.数学运算类：Math；其重要方法有：

        abs() ：获取绝对值函数.

        acos()、asin()：反余弦、反正弦函数(以弧度为参数值PI结合运算).

        cbrt()：立方根函数.

        cos()、sin()：三角余弦、三角正弦函数(以弧度为参数值PI结合运算).    

        max()、min()：获取两个数值中的最大值或最小值.

        log()、log10()：对数.

        random()：获取随机数.

        round()：四舍五入(获得整形值).

        floor()：得到小于该数的最小整数.

        ceil()：得到大于该数的最大整数.

        sqrt()：平方根.

3.字符串类

（1）String：不需要通过new就可以直接创建String对象；+运算符可以用来拼接String内容.

        方法：

              startsWith()：字符串是否由指定字符开头.

              endsWith()：字符串是否由指定字符结尾.

              indexOf()：返回子串在父串中第一次出现的下标(从左起).

              lastIndexOf()：返回子串在父串最后一次出现的下标(从右起).

              split()：按特殊字符拆分字符内容

              replace()：用新字符串内容，替换父串中原有的字符串内容.

              matches()：字符验证方法。

        正则表达式：由一组通用的特殊字符所组成的一套字符串内容验证规则，String通过matchs()方法来使用正则表达式验证字符串内容是否合要求.

              语法-边界匹配器：

              ^：行的开头，代表一个正则表达式的开始.

             $：行的结尾，代表一个正则表达式的结束.

             \b：标识某一个单词的开头或结尾.

        字符：

            [abc]：a或b或c的任意一个.

            [^abc]：除a、b、c以外的任意字符.

            [a-zA-Z]：所有字母（大小都包括）.

            [a-d[m-p]]：a到d或m到p([m-p]将该内容作为整体)

             [a-z&&[def]]：a-z和def两个表达式都满足.

             [a-z&&[^bc]]、[a-z&&[^m-p]]

             [0-9]

        预定义字符：

             .：代表任意字符.

             \d：字符内容只能是[0-9]的数字.

             \s：空白字符.

             \w：所有字符大小写、下划线、数字

        反向字符：\D、\S、\W

        数量词：?：一次或一次也没有.

                         *：零次或多次.

                         +：一次或多次.

                         {n}：n代表一定要出现的次数

                         {n,m}：n<=出现次数<=m.

        拓展：

        零宽断言\捕获-是使用正则表达式来获取字符串中对应内容的所在位置.(不能结合String的matchs方法)，而应该结合String的replaceAll、replaceFirst方法使用，用来找到替换需要替换的内容)。语法：

        (?=exp)：若字符串中有内容的结尾与exp匹配，则满足该断言.

        (?<=exp)：若字符串中的内容的开头与exp匹配，则满足该断言.

        (?!=exp)：若字符中的内容的结尾与exp不匹配，则满足该断言.

        (?<!exp)：若字符串的内容的开头与exp不匹配，则满足该断言.

（2）StringBuffer：对于内容变动较大的字符串内容处理能力较好(线程安全)

          常用方法：append()、delete()、insert()                  

          与String的区别：String类，在有新内容追加时，是结合原有字符串内容创建新的字符串对象(性能较低）

（3）StringBuilder：对于内容变动较大的的字符串内容处理能力较好(线程不安全 JDK1.5)

          常用方法：append()、delete()、insert()

          注意：StringBuffer和StringBuilder为可变字符串类型：其字符内容可以灵活变动(追加、删除、插入)

 

(4)   其他程序的调用类：

        Runtime: 

        作用：获取java虚拟机的运行信息(可使用的CPU数量、所分配的内存大小、空闲内存).

        特点：一个虚拟机环境内有且仅有一个Runtime对象.

        方法：

                 static getRuntime()：获取虚拟机对应的运行时信息.

                 static exec(String)：启动子进程.                         

        Process：用于描述被JVM启动的一个子进程信息，可以通过Process让java代码与子进程通信.

二、java.util包下的API

1.日期或时间类型：

（1）Date：java平台用于描述时间信息(包括用于精确描述年、月、日、小时、分钟、毫秒信息)的基类；常用方法：

          after\before：日期比较方法.

          getTime()：获取日期信息的long格式值.

          setTime(long)：根据日期的long值，重新设置日期的时间点.

（2）Calendar:基于通用日历规则，提供了日期运算方法：

          set(int,int)：向对应的日期级别设置（第一个参数用于日期级别）.

          get(int)：通过日期级别常量，获取当前日期的相关信息.

          getDisplayName(int,int,locale)：按指定格式和区域语言习惯，来返回日期的描述内容(中文只对月份、星期有效).

          getFirstDayOfWeek()：返回当前日期对象一周的第一天是星期几(默认1==星期天).

          static getInstance()：构造日历对象实例.

          getTime()：将日历对象转换成Date类型.

          setTime()：将date类型转换为日历类型.

          getTimeInMillis()：将日历类型转换了long格式的数据.

          setTimeInMillis(long)：将long格式的日期类型转换成日历类型.

          add(int,int)：可以在指定的日期级别上，对日期信息进行向前或者向后滚动(第二个参数正数向后增长，负数向前增长)

3.基于经典数据结构的集合框架

   集合对象：弥补传统的数组在批量数据存储中和访问上的不足，提供一组基于经典数据结构，并提供了对应操作方法的API来满足编程开发中对批量数据的操作要求.

（1）Iterable(接口)：JDK1.5以后加入的API，为集合框架满足foreach语句提供类型的定义.   

          方法：iterator()– 基于集合内容，生成迭代器(可以提供方法依次访问集合中的对象).

（2）Collection(接口)：JDK平台上，所有集合框架的根接口，是用于存储多个对象(数据)的集合类型，数据可以是任何合法类型，可以有各种存储验证(是否为空，是否重复，是否有序)；方法：

          add(Objectobj)：向集合追加新的对象

          addAll(Collection colletion)：将另一个集合的内容，追加到当前集合内.

          contains(Object c)：判断对象是否为集合的成员.

          containsAll(Collections c)：判断两个集合是否存在包含情况.

          Iterator()：将集合内的数据转换为迭代器的格式来存储，迭代器便于按顺序访问集合内的元素.

          retainAll(Collection c):留下两个集合都包含的元素.

          size()：集合中元素的个数.

          toArray()：将集合对象的内容装换为对象数组.

（3）List：有序的集合

          特点：通常允许重复的元素，允许null元素，有序，对应元素都有下标来标识，没有长度限制，可以自动的根据需要改变长度.

.         方法：get(intindex)：通过下标获取集合列表中的某一个元素.      

                      set(int index,E element)：向列表中的指定项中设置元素(若原下标位置有值，则会替换).

                      subList(int fromIndex,inttoIndex)：截取集合列表中的一部分生成新的列表对象.

           实现类：

• ArrayList

        特点：底层基于数组来实现列表的功能，内部用于存储数据的结构是一个Object[](Object[]数组的默认大小为10)。

        建议：其ArrayList的初始化大小，尽可能根据实际操作数据的大小来设定(避免因数组增长导致效率低下的问题).不善于对内容变动较大的集合数据提供存储。

• LinkedList

        特点：底层基于链表的结构来实现存储功能.(链表是非常灵活的顺序存储结构，基于指针，将数据相互串联起来)。

        建议：在数据经常需要进行修改的情况下使用.若只需要对数据进行查询、获取等操作，则效率比不上ArrayList。

• Vector

        特点：是线程安全的API(让多个同时执行线程有序的访问Vector中的数据，但会消耗相对应的内存)。

 （4）Set：不包含重复元素的集合

           特点：不允许有重复元素，最多包含一个null元素，不一定是有序存储。

           方法：Collection接口上定义的方法、add()、addAll()、iterator()、remove()

           实现类：

• HashSet – 实现基于Hash表来维护数据，不保证数据的顺序不变，但可以保证数据的唯一性。（保存数据：通过Hash表来保存数据，但不会保存重复的数据）
• TreeSet –按照二叉树的结果来存放数据，保证数据的顺序；采用红黑树(二叉树)：小的值放在左节点，大的值放在右节点.获取数据时，采用中序访问节点，将数据内容按大小排列比大小：会使用对象的compareTo()方法比较两个对象的大小由TreeSet保存的对象，最好能提供对Compareble接口的实现,并给出compareTo方法的实现。
• LinkedHashSet

       特点：基于Hash表来存放数据，但会对数据的插入顺序进行维护，按照数据放入Set集合的顺序给输出来，将对象在hash表中的hash值，按插入顺序保存在链表中，在生成的Iterator时，根据链表的结构一次访问获取对象,操作性能较低，在大数据量的集合操作上不建议使用。

（5）Iterator ：将数据有序的组织在一起，并提供按序访问的方法：

                            hasNext()：判断迭代器是否还有遍历到的元素

                            next()：可以得到向下遍历的对象.

（6）Map ：基于键-值映射的关系来搭建存储结构，在整个结构中使用key值来唯一标识对象.(在JDK1.2之后出现用于替换原有API中的Dictionary类的作用)。常用方法：                                    put(key,value)

                       get(key)

                       remove()

                       values()：将结构中存储的所有值都以对象的形式返回

                       keySet()：将结构中的所有key值，以set结构返回.

          实现类：

          HashMap

          TreeMap： –底层基于二叉树结构来存储数据，会根据key来作为二叉树的节点关键属性来进行排序操作，按key值的从小到大进行排列

 （7）Dictionary –也是基于键-值结构，但已经过期。

           实现类：

           HashTable：基于哈希表实现键值对应，是一个线程安全的API。

           Properties:提供一个属性信息的键值对存储结果，可以与*.properties文件使用(key:属性名；value:属性值).

（8）Collections：定义了多种操作集合对象的方法(查找、插入、排序等方法)

          sort()、binarySearch()、copy()、max()、min()、reverse()

三、java.io包下的API

        这个包下的api即java输入输出操作API，什么是

 输入输出操作？即向程序输入信息，向程序外部输出信息，数据被输入或者是输出的基础单位是字节byte，输入输出流按流的功能分可分为：

        低级流(节点流)：自己具有流的写入或者读取能力的流.

        高级流(功能流)：基于低级流的功能，实现流操作功能的扩张.

1.字节流

（1）InputStream(输入流) ：表示字节输入流的所有类的超类，常用方法有：

                 available() ：获取总字节数，获取缓存区中的字节个数

                 close()：负责释放IO资源，关闭流操作.

                 mark()：在输入输出流的字节位置上设标记，为后面reset反复读取该段字节做准备.

                 reset()：将流的操作重新定位

                 markSupported()：用于判断mark方法或reset方法是否可用.

                 int read():用于读取一个字节信息：返回值是读取到的字节，若读到文件末尾，则返回-1.

                 int read(byte[] b)：将字节读入到byte[]数组中：返回值是读取到的字节数，若读到文件末尾，则返回-1.(将字节读取到byte[]数组中第off位开始之后的位置，读取长度为len个字节)

（2）OutputStream：表示输出字节流的所有类的超类，常用方法有：

                 close()：关闭流

                 flush()：将缓存中的字节，清空输出.

                 write(byte[] b)：将字节数组中的内容输出

                 write(int b)：将单个字节输出.

                 write(byte[] b,intoff,int len)：将字节数组中从off开始的信息输出，共输出len个字节.

（3）FileInputStream extends InputStream --(文件输入流)

（4）FileOutputStreamextends OutputStream --(文件输出流)，构造方法：FileOutputStream(Stringname,boolean append)，其中append为ture时：追加内容到文件尾部.

（5）FilterInputStream：输入过滤流，负责在其他流基础上扩展新的功能

（6）FilterOutputStream：输出过滤流，负责在其他基础上扩展新的功能.

（7）BufferedInputStream：为流操作提供字节缓存，减少直接申请的IO读取的次数；实现原理是在内存中创建了字节数组，缓存字节信息.

（8）BufferedOutputStream ：为流操作提供字节缓存，减少直接申请IO写出的次数.

（9）DataInputStream：以java基本数据类型的格式读取信息.

（10）DataOutputStream ：以java基本数据类型的格式输出信息.

（11）ObectInputStream：对象流输入，可以将对象信息整体读入.(注意：对象必须实现java.io.Serializable可序列化)

（12）ObjectOutputStream：对象流输出，可以将对象信息整体输出(注意：对象必须实现java.io.Serializable可序列化).

             注意：对象流使用的场景是大型数据的缓存，缓存一般会放在内存中。把数据量较大，且交互次数较低的数据放到文件中保存，再从文件中将数据还原内存；或者放在分布式系统(通过网络通信)；如:发送远程调用的请求信息，远程调用的处理结果.

（13）压缩流(基于字节流)，API：java.util.zip.*包下的类，是封装基于ZIP标准进行无损压缩的API

            ZipOutputStream：基于zip格式生成压缩文件，方法：putNextEntry()，closeEntry()

            ZipInputStream：读取ZIP文件内容.可以理解wie解压缩.

            ZipEntry:在压缩内容中代表一项压缩条目(压缩条目是一个独立的信息存储单元，一般用于将某一个文件的内容单独存储起来).

 2.字符流

（1）Reader：表示字符输入流的所有类的超类，常用方法有：read()、close()。

（2）Writer：表示字符输出流的所有类的超类，常用方法有：write()、flush()、close()。

（3）BufferedReader/BufferedWriter:为流操作提供字符缓存，减少直接申请的IO读取/写入的次数。

拓展：File ：系统上一个文件资源，包括文件(*.txt、*.exe、*.doc等)和文件夹(用于组织和存放其他文件信息)；作用：

• 获取文件夹的子文件信息—listFile()
• 获取文件的属性，如getName() –获取文件的名字.
• 判断是否为文件目录—isDirectory()返回结果是ture为目录，false为其他内容.
• 判断是否为文件—isFile()返回结果是ture为文件，false为其他内容.还可以修改文件和删除文件.

 拓展：设计模式，是指在编程的开发过程中，被反复论证所总结出来的编程经验.这些经验被认定为解决具体问题的最佳方案.

 eg：装饰模式—面向对象的常用模式之一.符合开关原则:原有代码不发生任何改变，而对原有代码进行扩展，结构：

         目标类(FileInputStream、FileOutputStream等)。

         装饰类(BufferdInputStream、BufferedOutStream等)，与目标类都有相同的父类或接口。

         用途：改进原有API的功能—修改原有的方法，丰富原有API的实现—能实现的功能更多。

         最纯的装饰模式：目标类和装饰类从结构上一模一样(BufferedInputStream\BufferedOutputStream)。

         装饰的”另类”：对类的结构做出调整，如ObjectInputStream\ObjectOutputStream(readObject()\writeObject() )和DataInputStream\DataOutputStream( readXXX()\writeXXX() )。