API
Java 的API（API: Application(应用) Programming(程序) Interface(接口)）就是JDK中提供给我们使用的类，这些类将底层的代码实现封装了起来，我们不需要关心这些类是如何实现的，只需要学习这些类如何使用即可。
在JDK安装目录下有个src.zip文件，这个文件解压缩后里面的内容是所有Java类的源文件。可以在其中查看相对应的类的源码。
我们在每次查看类中的方法时，都打开源代码进行查看，这种方式过于麻烦。其实，我们可以通过查帮助文档的方式，来了解Java提供的API如何使用。
Object类
Object类是Java语言中的根类，即所有类的父类。所有类在创建对象的时候，最终找的父类就是Object。
equals方法
equals方法，用于比较两个对象是否相同，它其实就是使用两个对象的内存地址在比较。Object类中的equals方法内部使用的就是==比较运算符。
public boolean equals(Object obj) {
return (this == obj);
}
在开发中要比较两个对象是否相同，经常会根据对象中的属性值进行比较，也就是在开发经常需要子类重写equals方法根据对象的属性值进行比较。重写equals方法
/*
描述人这个类，并定义功能根据年龄判断是否是同龄人
由于要根据指定类的属性进行比较，这时只要覆盖Object中的equals方法
在方法体中根据类的属性值进行比较
*/
class Person{
int age ;
//复写父类的equals方法，实现自己的比较方式
public boolean equals(Object obj) {
//判断当前调用equals方法的对象和传递进来的对象是否是同一个
if(this == obj){
return true;
}
//判断传递进来的对象是否是Person类型
if(!(obj instanceof Person)){
return false;
}
//将obj向下转型为Perosn引用，访问其属性,
Person p = (Person)obj;
return this.age == p.age;
}
}
注意：在复写Object中的equals方法时，一定要注意public boolean equals(Object obj)的参数是Object类型，在调用对象的属性时，一定要进行类型转换，在转换之前必须进行类型判断。
toString方法
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。
hashCode()方法
Java中的hashCode方法就是根据一定的规则将与对象相关的信息（比如对象的存储地址，对象的字段等）映射成一个数值，这个数值称作为散列值
// String的hashCo方法de方法 value就是String
public int hashCode() {
int h = hash;
if (h == 0 && value.length > 0) {
char val[] = value;
for (int i = 0; i < value.length; i++) {
h = 31 * h + val[i];
}
hash = h;
}
return h;
}
常用Hash函数有：
直接寻址法、数字分析法、平方取中法、折叠法、随机数法、除留余数法。
String类
查阅API中的String类的描述，发现String 类代表字符串。Java 程序中的所有字符串字面值（如 “abc” ）都作为此类的实例实现。
//演示字符串
String str = "AAA";
str = "BBB";
字符串是常量；它们的值在创建之后不能更改。也就是说一旦这个字符串确定了，那么就会在内存区域中就生成了这个字符串,
String 为什么是不可变的？
String类中使用字符数组保存字符串，private final char value[]，所以string对象是不可变的。
源码如下：
/** The value is used for character storage. */
private final char value[];
字符串本身不能改变，但str变量中记录的地址值是可以改变的。
字符串有大量的重载的构造方法。通过String类的构造方法可以完成字符串对象的创建，那么，通过使用双引号的方式创建对象与new的方式创建对象，有什么不同呢？
String s3 = "abc";
String s4 = new String("abc");
System.out.println(s3==s4);//false
System.out.println(s3.equals(s4));//true,
因为String重写了equals方法，建立了字符串自己的判断相同的依据（通过字符串对象中的字符来判断）
s3和s4的创建方式有什么不同呢？
s3创建，在内存中只有一个对象。这个对象在字符串常量池中
s4创建，在内存中有两个对象。一个new的对象在堆中，一个字符串本身对象，在字符串常量池中
String 构造方法
String s1 = new String(); //创建String对象，字符串中没有内容
byte[] bys = new byte[]{97,98,99,100};
String s2 = new String(bys); // 创建String对象，把数组元素作为字符串的内容
String s3 = new String(bys, 1, 3); //创建String对象，把一部分数组元素作为字符串的内容，参数offset为数组元素的起始索引位置，参数length为要几个元素
char[] chs = new char[]{’a’,’b’,’c’,’d’,’e’};
String s4 = new String(chs); //创建String对象，把数组元素作为字符串的内容
String s5 = new String(chs, 0, 3);//创建String对象，把一部分数组元素作为字符串的内容，参数offset为数组元素的起始索引位置，参数count为要几个元素
String s6 = new String(“abc”); //创建String对象，字符串内容为abc
String类的常用方法都有那些？
indexOf()：返回指定字符的索引。
charAt()：返回指定索引处的字符。
replace()：字符串替换。
trim()：去除字符串两端空白。
split()：分割字符串，返回一个分割后的字符串数组。
getBytes()：返回字符串的 byte 类型数组。
length()：返回字符串长度。
toLowerCase()：将字符串转成小写字母。
toUpperCase()：将字符串转成大写字符。
substring()：截取字符串。
equals()：字符串比较。
StringBuffer类
在学习String类时，API中说字符串缓冲区支持可变的字符串，什么是字符串缓冲区呢？接下来我们来研究下字符串缓冲区。
查阅StringBuffer的API，StringBuffer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StringBuffer是个字符串的缓冲区，即就是它是一个容器，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。
StringBuffer的方法使用
StringBuffer sb = new StringBuffer();
sb.append("haha"); //添加字符串
sb.insert(2, "it");//在指定位置插入
sb.delete(1, 4);//删除
sb.replace(1, 4, "cast");//替换指定范围内的内容
String str = sb.toString();
注意：append、delete、insert、replace、reverse方法调用后，返回值都是当前对象自己，所以说，StringBuffer它可以改变字符序列的长度和内容。
StringBuffer类方法查找练习
下面的需求所对应的方法，自己动手在API中查找，并进行方法使用。
- 从指定位置开始，到末尾结束，截取该字符串缓冲区，返回新字符串
- 在原有字符串缓冲区内容基础上，删除指定位置上的字符
对象的方法链式调用
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：
//创建一个字符串缓冲区对象。用于存储数据。
StringBuffer sb = new StringBuffer();
//添加数据。不断的添加数据后，要对缓冲区的最后的数据进行操作，必须转成字符串才可以。
String str = sb.append(true).append("hehe").toString();
无论多少数据，数据是什么类型都不重要，只要最终变成字符串就可以使用StringBuffer这个容器。
StringBuilder类
查阅API发现还有一个StringBuilder类，它也是字符串缓冲区，StringBuilder与它和StringBuffer的有什么不同呢？
我们阅读StringBuilder的API说明发现，它也是一个可变的字符序列。此类提供一个与 StringBuffer 兼容的 API，但不保证同步。该类被设计用作 StringBuffer 的一个简易替换，用在字符串缓冲区被单个线程使用的时候（这种情况很普遍）。如果可能，建议优先采用该类，因为在大多数实现中，它比 StringBuffer 要快。
String和StringBuffer、StringBuilder的区别是什么？
可变性
StringBuilder与StringBuffer都继承自AbstractStringBuilder类，在AbstractStringBuilder中也是使用字符数组保存字符串，char[] value，这两种对象都是可变的。
线程安全性
String中的对象是不可变的，也就可以理解为常量，线程安全。AbstractStringBuilder是StringBuilder与StringBuffer的公共父类，定义了一些字符串的基本操作，如expandCapacity、append、insert、indexOf等公共方法。
StringBuffer对方法加了同步锁或者对调用的方法加了同步锁，所以是线程安全的。
StringBuilder并没有对方法进行加同步锁，所以是非线程安全的。
性能
每次对String 类型进行改变的时候，都会生成一个新的String对象，然后将指针指向新的String 对象。StringBuffer每次都会对StringBuffer对象本身进行操作，而不是生成新的对象并改变对象引用。相同情况下使用StirngBuilder 相比使用StringBuffer 仅能获得10%~15% 左右的性能提升，但却要冒多线程不安全的风险。
对于三者使用的总结
如果要操作少量的数据用 = String
单线程操作字符串缓冲区 下操作大量数据 = StringBuilder
多线程操作字符串缓冲区 下操作大量数据 = StringBuffer
正则表达式
正则表达式（英语：Regular Expression，在代码中常简写为regex）。正则表达式是一个字符串，使用单个字符串来描述、用来定义匹配规则，匹配一系列符合某个句法规则的字符串。在开发中，正则表达式通常被用来检索、替换那些符合某个规则的文本。
正则表达式的匹配规则
参照帮助文档，在Pattern类中有正则表达式的的规则定义，正则表达式中明确区分大小写字母。我们来学习语法规则。
字符类
字符：x
含义：代表的是字符x
例如：匹配规则为 "a"，那么需要匹配的字符串内容就是 ”a”
字符：\\
含义：代表的是反斜线字符'\'
例如：匹配规则为"\\" ，那么需要匹配的字符串内容就是 ”\”
字符：\t
含义：制表符
例如：匹配规则为"\t" ，那么对应的效果就是产生一个制表符的空间
字符：\n
含义：换行符
例如：匹配规则为"\n"，那么对应的效果就是换行,光标在原有位置的下一行
字符：\r
含义：回车符
例如：匹配规则为"\r" ，那么对应的效果就是回车后的效果,光标来到下一行行首
字符类：[abc]
含义：代表的是字符a、b 或 c
例如：匹配规则为"[abc]" ，那么需要匹配的内容就是字符a，或者字符b，或字符c的一个
字符类：[^abc]
含义：代表的是除了 a、b 或 c以外的任何字符
例如：匹配规则为"[^abc]"，那么需要匹配的内容就是不是字符a，或者不是字符b，或不是字符c的任意一个字符
字符类：[a-zA-Z]
含义：代表的是a 到 z 或 A 到 Z，两头的字母包括在内
例如：匹配规则为"[a-zA-Z]"，那么需要匹配的是一个大写或者小写字母
字符类：[0-9]
含义：代表的是 0到9数字，两头的数字包括在内
例如：匹配规则为"[0-9]"，那么需要匹配的是一个数字
字符类：[a-zA-Z_0-9]
含义：代表的字母或者数字或者下划线(即单词字符)
例如：匹配规则为" [a-zA-Z_0-9] "，那么需要匹配的是一个字母或者是一个数字或一个下滑线
预定义字符类
预定义字符类：.
含义：代表的是任何字符
例如：匹配规则为" . "，那么需要匹配的是一个任意字符。如果，就想使用 . 的话，使用匹配规则"\\."来实现
预定义字符类：\d
含义：代表的是 0到9数字，两头的数字包括在内，相当于[0-9]
例如：匹配规则为"\d "，那么需要匹配的是一个数字
预定义字符类：\w
含义：代表的字母或者数字或者下划线(即单词字符)，相当于[a-zA-Z_0-9]
例如：匹配规则为"\w "，，那么需要匹配的是一个字母或者是一个数字或一个下滑线
边界匹配器
边界匹配器：^
含义：代表的是行的开头
例如：匹配规则为^[abc][0-9]$ ，那么需要匹配的内容从[abc]这个位置开始, 相当于左双引号
边界匹配器：$
含义：代表的是行的结尾
例如：匹配规则为^[abc][0-9]$ ，那么需要匹配的内容以[0-9]这个结束, 相当于右双引号
边界匹配器：\b
含义：代表的是单词边界
例如：匹配规则为"\b[abc]\b" ，那么代表的是字母a或b或c的左右两边需要的是非单词字符([a-zA-Z_0-9])
数量词
数量词：X?
含义：代表的是X出现一次或一次也没有
例如：匹配规则为"a?"，那么需要匹配的内容是一个字符a，或者一个a都没有
数量词：X*
含义：代表的是X出现零次或多次
例如：匹配规则为"a*" ，那么需要匹配的内容是多个字符a，或者一个a都没有
数量词：X+
含义：代表的是X出现一次或多次
例如：匹配规则为"a+"，那么需要匹配的内容是多个字符a，或者一个a
数量词：X{n}
含义：代表的是X出现恰好 n 次
例如：匹配规则为"a{5}"，那么需要匹配的内容是5个字符a
数量词：X{n,}
含义：代表的是X出现至少 n 次
例如：匹配规则为"a{5, }"，那么需要匹配的内容是最少有5个字符a
数量词：X{n,m}
含义：代表的是X出现至少 n 次，但是不超过 m 次
例如：匹配规则为"a{5,8}"，那么需要匹配的内容是有5个字符a 到 8个字符a之间
正则表达式规则匹配练习
请写出满足如下匹配规则的字符串:
规则："[0-9]{6,12}"
该规则需要匹配的内容是：长度为6位到12位的数字。如：使用数据"123456789"进行匹配结果为true；使用数据"12345"进行匹配结果为false。
规则：“1[34578][0-9]{9}”
该规则需要匹配的内容是：11位的手机号码，第1位为1，第2位为3、4、5、7、8中的一个，后面9位为0到9之间的任意数字。
如：使用数据"12345678901"进行匹配结果为false；使用数据"13312345678"进行匹配结果为true。
规则：“a*b”
该规则需要匹配的内容是：在多个a或零个a后面有个b；b必须为最后一个字符。
如：使用数据"aaaaab"进行匹配结果为true；使用数据"abc"进行匹配结果为false。
字符串类中涉及正则表达式的常用方法
public boolean matches(String regex) //判断字符串是否匹配给定的规则
举例：校验qq号码.
1: 要求必须是5-15位数字
2: 0不能开头
代码演示：
String qq = "604154942";
String regex = "[1-9][0-9]{4,14}";
boolean flag2 = qq.matches(regex);
举例：校验手机号码
1：要求为11位数字
2：第1位为1，第2位为3、4、5、7、8中的一个，后面9位为0到9之间的任意数字。
代码演示：
String phone = "18800022116";
String regex = "1[34578][0-9]{9}";
boolean flag = phone.matches(regex);
public String[] split(String regex) //根据给定正则表达式的匹配规则，拆分此字符串
举例：分割出字符串中的的数字
代码演示：
String s = "18-22-40-65";
String regex = "-";
String[] result = s.split(regex);
代码演示：
String s = "18 22 40 65";
String regex = " ";
String[] result = s.split(regex);
public String replaceAll(String regex,String replacement)//将符合规则的字符串内容，全部替换为新字符串
举例：把文字中的数字替换成*
代码演示：
String s = "Hello12345World6789012";
String regex = "[0-9]";
String result = s.replaceAll(regex, "*");
正则表达式练习
此处所有的\都是双\反斜杠
匹配正确的数字，匹配规则：
匹配正整数：”\d+”
匹配正小数：”\d+\.\d+”
匹配负整数：”-\d+”
匹配负小数：”-\d+\.\d+”
匹配保留两位小数的正数：”\d+\.\d{2}”
匹配保留1-3位小数的正数：”\d+\.\d{1,3}”
匹配合法的邮箱，匹配规则：
”[a-zA-Z_0-9]+@[a-zA-Z_0-9]+(\.[a-zA-Z_0-9]+)+”
”\w+@\w+(\.\w+)+”
获取IP地址(192.168.1.100)中的每段数字，匹配规则：”\.”
System类
在API中System类介绍的比较简单，我们给出定义，System中代表程序所在系统，提供了对应的一些系统属性信息，和系统操作。
System类不能手动创建对象，因为构造方法被private修饰，阻止外界创建对象。System类中的都是static方法，类名访问即可。在JDK中，有许多这样的类。
常用方法
currentTimeMillis()
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
exit(int status)
用来结束正在运行的Java程序。参数传入一个数字即可。通常传入0记为正常状态，其他为异常状态
##gc()
用来运行JVM中的垃圾回收器，完成内存中垃圾的清除。
getProperty(String key)
用来获取指定键(字符串名称)中所记录的系统属性信息
System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));
System.out.println(System.getProperty("java.version"));
Math类
Math 类是包含用于执行基本数学运算的方法的数学工具类，如初等指数、对数、平方根和三角函数。
类似这样的工具类[工具类，代表能够完成一系列功能的类，在使用它们时，不用创建对象，该类中方法为静态方法]，其所有方法均为静态方法，并且一般不会创建对象。如System类
常用方法
abs方法,结果都为正数
double d1 = Math.abs(-5); // d1的值为5
double d2 = Math.abs(5); // d2的值为5
ceil方法，结果为比参数值大的最小整数的double值
double d1 = Math.ceil(3.3); //d1的值为 4.0
double d2 = Math.ceil(-3.3); //d2的值为 -3.0
double d3 = Math.ceil(5.1); // d3的值为 6.0
floor方法，结果为比参数值小的最大整数的double值
double d1 = Math.floor(3.3); //d1的值为3.0
double d2 = Math.floor(-3.3); //d2的值为-4.0
double d3 = Math.floor(5.1); //d3的值为 5.0
max方法，返回两个参数值中较大的值
double d1 = Math.max(3.3, 5.5); //d1的值为5.5
double d2 = Math.max(-3.3, -5.5); //d2的值为-3.3
min方法，返回两个参数值中较小的值
double d1 = Math.min(3.3, 5.5); //d1的值为3.3
double d2 = Math.max(-3.3, -5.5); //d2的值为-5.5
pow方法，返回第一个参数的第二个参数次幂的值
double d1 = Math.pow(2.0, 3.0); //d1的值为 8.0
double d2 = Math.pow(3.0, 3.0); //d2的值为27.0
round方法，返回参数值四舍五入的结果
double d1 = Math.round(5.5); //d1的值为6.0
double d2 = Math.round(5.4); //d2的值为5.0
random方法，产生一个大于等于0.0且小于1.0的double小数
double d1 = Math.random();
BigInteger
java中long型为最大整数类型,对于超过long型的数据如何去表示呢.在Java的世界中,超过long型的整数已经不能被称为整数了,它们被封装成BigInteger对象.在BigInteger类中,实现四则运算都是方法来实现,并不是采用运算符.
BigInteger类的构造方法:
构造方法中,采用字符串的形式给出整数
四则运算代码：
public static void main(String[] args) {
//大数据封装为BigInteger对象
BigInteger big1 = new BigInteger("12345678909876543210");
BigInteger big2 = new BigInteger("98765432101234567890");
//add实现加法运算
BigInteger bigAdd = big1.add(big2);
//subtract实现减法运算
BigInteger bigSub = big1.subtract(big2);
//multiply实现乘法运算
BigInteger bigMul = big1.multiply(big2);
//divide实现除法运算
BigInteger bigDiv = big2.divide(big1);
}
BigDecimal
在程序中执行下列代码,会出现什么问题?
System.out.println(0.09 + 0.01);
System.out.println(1.0 - 0.32);
System.out.println(1.015 * 100);
System.out.println(1.301 / 100);
double和float类型在运算中很容易丢失精度,造成数据的不准确性,Java提供我们BigDecimal类可以实现浮点数据的高精度运算
构造方法如下:
建议浮点数据以字符串形式给出,因为参数结果是可以预知的
实现加法减法乘法代码如下:
public static void main(String[] args) {
//大数据封装为BigDecimal对象
BigDecimal big1 = new BigDecimal("0.09");
BigDecimal big2 = new BigDecimal("0.01");
//add实现加法运算
BigDecimal bigAdd = big1.add(big2);
BigDecimal big3 = new BigDecimal("1.0");
BigDecimal big4 = new BigDecimal("0.32");
//subtract实现减法运算
BigDecimal bigSub = big3.subtract(big4);
BigDecimal big5 = new BigDecimal("1.105");
BigDecimal big6 = new BigDecimal("100");
//multiply实现乘法运算
BigDecimal bigMul = big5.multiply(big6);
}
对于浮点数据的除法运算,和整数不同,可能出现无限不循环小数,因此需要对所需要的位数进行保留和选择舍入模式
Runtime类
Java 调用系统命令
- 通过 java.lang.Runtime 类用操作系统命令
- 然后调用run.exec()进程来执行命令程序
/**
* Java 调用系统命令
* 通过 java.lang.Runtime 类用操作系统命令
* 然后调用run.exec()进程来执行命令程序
* cmd /c dir 是执行完dir命令后结束程序。
* cmd /k dir 是执行完dir命令后不结束程序。
* cmd /c start dir 会打开一个新窗口后执行dir指令，原程序结束。
* cmd /k start dir 会打开一个新窗口后执行dir指令，原程序不结束。
* 可用cmd /k start cmd /? 查看系统帮助
* 说白了 加 start 就是打开命令窗口操作 不加start 就是在控制台查看
*/
public class CmdTest {
public static void main(String[] args) {
Runtime run = Runtime.getRuntime();
try {
//可打开exe程序，也可执行cmd命令，注意 路径\要使用\\，表示转义
// Process p = run.exec("E:\\一卡通测试工具\\串口调试助手\\kComm.exe"); //执行exe程序
Process p = run.exec("cmd /k ping 127.0.0.1"); //执行CMD命令
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(p.getInputStream(),Charset.forName("GBK")));
String lineMes;
while ((lineMes = br.readLine()) != null)
System.out.println(lineMes);// 打印输出信息
//检查命令是否执行失败。
if (p.waitFor() != 0) {
if (p.exitValue() == 1)//0表示正常结束，1：非正常结束
System.err.println("命令执行失败!");
}
br.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} } }
获取JVM内存空间和物理内存空间
maxMemory( ) 返回Java虚拟机当前状态能使用的最大内存大小。如果没有参数限制，将会返回Long.MAX_VALUE这个值。Long.MAX_VALUE表示机器拥有的最大内存值
totalMemory( ) 返回Java虚拟机中的总内存。这个方法返回的值可能随时间而变化，这取决于宿主操作系统环境和JVM的内存占用情况。
freeMemory( ) 返回Java虚拟机中空闲内存的数量。这个空闲是相对于totalMemory来说的而不是maxMemory，调用GC方法可能会增大freeMemory的返回值。
依靠sun.management.ManagementFactoryHelper获取操作系统内存空间
运行时加上参数：-Xms512m -Xmx1024m
public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
// 虚拟机级内存情况查询
long vmFree = 0;
long vmUse = 0;
long vmTotal = 0;
long vmMax = 0;
int byteToMb = 1024 * 1024;
Runtime rt = Runtime.getRuntime();
vmTotal = rt.totalMemory() / byteToMb;
vmFree = rt.freeMemory() / byteToMb;
vmMax = rt.maxMemory() / byteToMb;
vmUse = vmTotal - vmFree;
System.out.println("JVM内存已用的空间为：" + vmUse + " MB");
System.out.println("JVM内存的空闲空间为：" + vmFree + " MB");
System.out.println("JVM总内存空间为：" + vmTotal + " MB");
System.out.println("JVM总内存空间为：" + vmMax + " MB");
System.out.println("======================================");
// 操作系统级内存情况查询
OperatingSystemMXBean osmxb = (OperatingSystemMXBean) ManagementFactory.getOperatingSystemMXBean();
String os = System.getProperty("os.name");
long physicalFree = osmxb.getFreePhysicalMemorySize() / byteToMb;
long physicalTotal = osmxb.getTotalPhysicalMemorySize() / byteToMb;
long physicalUse = physicalTotal - physicalFree;
System.out.println("操作系统的版本：" + os);
System.out.println("操作系统物理内存已用的空间为：" + physicalFree + " MB");
System.out.println("操作系统物理内存的空闲空间为：" + physicalUse + " MB");
System.out.println("操作系统总物理内存：" + physicalTotal + " MB");
// 获得线程总数
ThreadGroup parentThread;
int totalThread = 0;
for (parentThread = Thread.currentThread().getThreadGroup(); parentThread
.getParent() != null; parentThread = parentThread.getParent()) {
totalThread = parentThread.activeCount();
}
System.out.println("获得线程总数:" + totalThread);
}