Java常用类库介绍.docx

教学内容第七讲 Java常用类库介绍7.1 Java类库的结构类库就是Java API(Application Programming Interface，应用程序接口)，是系统提供的已实现的标准类的集合。在程序设计中，合理和充分利用类库提供的类和接口，不仅可以完成字符串处理、绘图、网络应用、数学计算等多方面的工作，而且可以大大提高编程效率，使程序简练、易懂。Java类库中的类和接口大多封装在特定的包里，每个包具有自己的功能。表71列出了Java中一些常用的包及其简要的功能。其中，包名后面带“. *”的表示其中包括一些相关的包。有关类的介绍和使用方法，Java中提供了极其完善的技术文档。我们只需了解技术文档的格式就能方便地查阅文档。表71Java提供的部分常用包 包名主要功能java.applet提供了创建applet需要的所有类java.awt.*提供了创建用户界面以及绘制和管理图形、图像的类java.beans.*提供了开发Java Beans需要的所有类java.io提供了通过数据流、对象序列以及文件系统实现的系统输入、输出java.lang.*Java编程语言的基本类库java.math.*提供了简明的整数算术以及十进制算术的基本函数java.rmi提供了与远程方法调用相关的所有类提供了用于实现网络通讯应用的所有类java.security.*提供了设计网络安全方案需要的一些类java.sql提供了访问和处理来自于Java标准数据源数据的类java.test包括以一种独立于自然语言的方式处理文本、日期、数字和消息的类和接口java.util.*包括集合类、时间处理模式、日期时间工具等各类常用工具包javax.accessibility定义了用户界面组件之间相互访问的一种机制javax.naming.*为命名服务提供了一系列类和接口javax.swing.*提供了一系列轻量级的用户界面组件，是目前Java用户界面常用的包注：在使用Java时，除了java.lang外，其他的包都需要import语句引入之后才能使用。7.2 java.lang包中的常用类java.lang是Java语言最广泛使用的包。它所包括的类是其他包的基础，由系统自动引入，程序中不必用import语句就可以使用其中的任何一个类。java.lang中所包含的类和接口对所有实际的Java程序都是必要的。下面我们将分别介绍几个常用的类。7.2.1 String类和StringBuffer类许多语言中，字符串是语言固有的基本数据类型。但在Java语言中字符串通过String类和StringBuffer类来处理。1String类Java语言中的字符串属于String类。虽然有其它方法表示字符串（如字符数组），但Java使用String类作为字符串的标准格式。Java编译器把字符串转换成String对象。String对象一旦被创建了，就不能被改变。如果需要进行大量的字符串操作，应该使用StringBuffer类或者字符数组，最终结果可以被转换成String格式。（1）创建字符串创建字符串的方法有多种方式，通常我们用String类的构造器来建立字符串。表62列出了String类的构造器及其简要说明。表72 String类构造器概要 构造器说明String( )初始化一个新的String对象，使其包含一个空字符串String(char value )分配一个新的String对象，使它代表字符数组参数包含的字符序列String(char valu, int offset,int count)分配一个新的String对象，使它包含来自字符数组参数中子数组的字符String(Stringvalue )初始化一个新的String对象，使其包含和参数字符串相同的字符序列String(StringBufferbuffer )初始化一个新的String对象，它包含字符串缓冲区参数中的字符序列【例71】使用多种方法创建一个字符串并输出字符串内容。public class StrOutput public static void main(Sring args) /将字符串常量作为String对象对待，实际上是将一个String对象赋值给另一个String s1 = Hello,java!;/声明一个字符串，然后为其赋值String s2;s2 = Hello,java!;/使用String类的构造器中的一个。创建一个空字符串，然后赋值给它String s3 = new String( );S3 = Hello,java!;/将字符串直接传递给String类构造器来创建新的字符串String s4 = new String(Hello,java!);/使用String类的构造器中的一个。/通过创建字符数组传递给String类构造器来创建新的字符串Char c1 = H, i, , , j, a, v, a;String s5 = newString(c1 );/将字符数组子集传递给String类构造器来创建新的字符串String s6 = new String(c1,0,2 );System.out.println(s1);System.out.println(s2);System.out.println(s3);System.out.println(s4);System.out.println(s5);System.out.println(s6);运行结果：C:java StrOutputHello,java!Hello,java!Hello,java!Hello,java!Hi,javaHi（2）字符串的操作Java语言提供了多种处理字符串的方法。表63列出了String类常用的方法。表73 String类的常用方法 方法说明char charAt(int index) 获取给定的Index处的字符int compareTo(String anotherString)按照字典的方式比较两个字符串int compareToIgnoreCase(String str)按照字典的方式比较两个字符串,忽略大小写String concat(String str )将给定的字符串连接到这个字符串的末尾static String copyValueOf(char data)创建一个和给定字符数组相同的String对象static String copyValueOf(char data ,int offset,int count)使用偏移量，创建一个和给定字符数组相同的String对象boolean equals(Object anObject)将这个String对象和另一个对象String进行比较boolean equalsIgnoreCase(Sting anotherString)将这个String对象和另一个对象String进行比较,忽略大小写void getChars(getChars(int strbegin,int strend,char data,int offset)将这个字符串的字符拷贝到目的数组int indexOf(int char)产生这个字符串中出现给定字符的第一个位置的索引int indexOf(int ch,int fromIndex)从给定的索引处开始，产生这个字符串中出现给定字符的第一个位置的索引int indexOf(String str)产生这个字符串中出现给定子字符的第一个位置的索引int indexOf(String str,int fromIndex)从给定的索引处开始，产生这个字符串中出现给定子字符的第一个位置的索引int length( )产生这个字符串的长度boolean regionMatches(boolean ignoreCase,int toffset,String other,int ooffset,int len) 检查两个字符串区域是否相等，允许忽略大小写String replace(char oldChar,char newChar)通过将这个字符串中的odChar字符转换为newChar字符来创建一个新字符串boolean starsWith(String prefix)检查这个字符串是否以给定的前缀开头boolean starsWith(String prefix,int toffset)从给定的索引处开头，检查这个字符串是否以给定的前缀开头String substring(int strbegin)产生一个新字符串，它是这个字符串的子字符串String substring(int strbegin,int strend)产生一个新字符串，它是这个字符串的子字符串，允许指定结尾处的索引char toCharArray( )将这个字符串转换为新的字符数组String toLowerCase( )将这个String对象中的所有字符变为小写String toString( )返回这个对象（它已经是一个字符串）String toUpperCase( )将这个String对象中的所有字符变为大写String trim( )去掉字符串开头和结尾的空格static String valueOf(int i)将int参数转化为字符串返回。该方法有很多重载方法，用来将基本数据类型转化为字符串。如：static String valueOf(float f)，static String valueOf(long l)等下面结合常用的方法，介绍几种典型的字符串操作。字符串的比较Java语言提供了四种字符串的比较方法，这些方法有些类似于操作符。例如，可以使用equals、equalsIgnoreCase、regionMatches和compareTo方法来实现对字符串的比较。调用形式如下：s1.equals(s2) - 如果s1等于s2，返回true，否则为false。s1. equalsIgnoreCase (s2) - 如果s1等于s2，返回true，否则为false，忽略大小写。s1. regionMatches(boolean ignoreCase,int toffset,s2,int ooffset,int len ) - 如果s1和 s2的子串相等，返回true，否则为false。其中，ignoreCase为忽略大小写设置，true为忽略大小写，false为不忽略大小写，toffset确定s1的起始偏移量，ooffset确定s2的起始偏移量，len确定子串的长度。s1. compareTo (s2) -如果s1s2，则返回大于0的值【例72】比较字符串。public class StrCompare public static void main(Sring args) String s1=aaaa;String s2=aaaa;String s3=AAAA;String s4=bcd;if (s1.equals(s2) System.out.println(s1=s2);else System.out.println(s1!=s2); if (s1.equalsIgnoreCase(s3) System.out.println( s1= =s3 when ignoring case);else System.out.println( s1!=s3 when ignoring case); if (s1.regionMatches(true,0,s3,1,3) System.out.println( s1= =s3 when ignoring case);else System.out.println( s1!=s3 when ignoring case); if (s1.regionMatches(false,0,s3,1,3) System.out.println( s1= =s3 when not ignoring case);else System.out.println(s1!=s3 when not ignoring case); if (pareTo(s4)0) System.out.println( s1s4);运行结果:C:java StrCompares1= =s2s1= =s3 when ignoring cases1= =s3 when ignoring cases1!= =s3 when not ignoring cases1java StrLength字符串s1长度为11连接字符串可以使用两种方法将字符串连接起来：+操作符、用String类的concat方法。Concat方法的调用形式如下：s1.concat(s2) - 将两个字符串连接起来。s1.concat(“字符串常量”) - 将字符串和字符串常量连接起来。【例74】使用+和concat方法创建同一个字符串。public class StrConcatpublic static void main(Sring args)String s1=Hello;String s2=s1+,;String s3=s2.concat( Java);!String s4=new String( ! );String s5=s4.concat(s4);System.out.println( 连接而成的字符串是+s5);运行结果:C:java StrConcat连接而成的字符串是Hello,Java!拷贝字符串可以有四种方法将一个字符串复制到另一个字符数组或String对象中：copyValueOf、getChars、toCharArray、substring。调用形式：s1.copyValueOf(data) - 将数组data中的内容全部拷贝到字符串中。s1.copyValueOf(data,int offset,int count) - 将数组data中以offset起始，长度为count的内容拷贝到字符串中。s1.getChars(int strbegin,int strend, data,int offset) - 将s1的全部或部分内容拷贝到数组data中。其中，strbegin为字符的起始，strend 为字符的终止，offset为字符数组的起始。data=s1.toCharArray( ) - 将s1中的全部内容拷贝到一个字符数组data中。s2=s1.substring(int strbegin) - 将s1中以stregin起始的内容拷贝到s2中。s2=s1.substring(int strbegin,int strend) - 将s1中以stregin起始，以strend结束之间的内容拷贝到s2中。【例75】拷贝字符串。public class StrCopypublic static void main(Sring args)String s1=new String( );char data = a, b, c, d, e, f;s1=s1.copyValueOf(data);System.out.println( s1=+s1);s1=s1.copyValueOf(data,2,3);System.out.println( s1=+s1);s1.getChars(1,2, data,0)System.out.println( data=+data);data=s1. toCharArray( );System.out.println( data=+data);String s2=new String( );String s3=new String( );s2=s1.substring(0);System.out.println( s2=+s2);s3= s1.substring(1,2);System.out.println( s3=+s3);运行结果:C:java StrCopys1=abcdefs2=cdedata=decdefdata=cdes2=cdes3=de在字符串中查找字符和子串在字符串中查找字符和子串，确定它们的位置，有几种常用的方法：charAt、indexOf、lastIndexOf。调用形式如下：s1.chatAt(int index)-返回s1中index所对应的字符。其中，index是下标号。s1. indexOf (int char)-返回s1中字符char在字符串中第一次出现的位置。s1. lastIndexOf (int char)-返回s1中字符char在字符串中最后一次出现的位置。s1. indexOf (s2)-返回s2在s1中第一次出现的位置。s1. lastIndexOf (s2)-返回s2在s1中最后一次出现的位置。【例76】查找字符和子串。public class StrSearchpublic static void main(Sring args)String s1=Javav;char c=s1.charAt(2);System.out.println(c=,+c);int i=s1.indexOf(a);System.out.println(fistchar=,+i);int j=s1.lastIndexOf(a);System.out.println(lastchar=,+j);i= s1.indexOf(av);System.out.println(fiststring=,+i);j=s1.lastIndexOf(av);System.out.println(laststring=,+j);运行结果:C:java StrSearchc=vfirstchar=1lastchar=3firststring=1laststring=3修改字符串修改字符串的常用方法有：replace、toLowerCase、toUpperCase、trim。调用形式如下：s1.replace(oldchar,newchar)-用新字符newchar替代旧字符oldchar，若指定字符不存在，则不替代。s1.toLowerCase( )-将s1中的所有大写字母转换为小写字母。s1.toUpperCase( )- 将s1中的所有小写字母转换为大写字母。s1.trim( )-删除s1中的首、尾空格。【例77】修改字符串。public class StrModifypublic static void main(Sring args)String s1=Java;s1=s1.replae(a, b);System.out.println(s1=,+s1);String s2=s1.toLowerCase( );String s3=s1. toUpperCase ( );System.out.println(s2=,+s2);System.out.println(s3=,+s3);s2= s1.trim( );System.out.println(s2=,+s2);运行结果:C:java StrModifys1= Jbvbs2= jbvbs3= JBVBs2= jbvb2StringBuffer类缓冲字符串类StringBuffer与String类相似，它具有String类的很多功能，甚至更丰富。它们主要的区别是StringBuffer对象可以方便地在缓冲区内被修改，如增加、替换字符或子串。与Vector对象一样，StringBuffer对象可以根据需要自动增长存储空间，故特别适合于处理可变字符串。当完成了缓冲字符串数据操作后，可以通过调用其方法StringBuffer.toString( )或String构造器把它们有效地转换回标准字符串格式。（1）创建StringBuffer对象可以使用StringBuffer类的构造器来创建StringBuffer对象。表6.4 是StringBuffer的构造器及其简要说明。表6.4StringBuffer类构造器概要 构造器说明StringBuffer( )构造一个空的缓冲字符串，其中没有字符，初始长度为16个字符的空间StringBuffer(int length)构造一个长度为length的空缓冲字符串StringBuffer(String str)构造一个缓冲字符串，其内容初始化为给定的字符串str，再加上16个字符的空间【例78】用多种方法创建StringBuffer对象。public class StrBufferSetpublic static void main(Sring args)StringBuffers1=new StringBuffer( );s1.append(Hello,Java!);System.out.println(s1= +s1);StringBuffers2=new StringBuffer(10 );S2.insert(0, Hello,Java!);System.out.println(s2=+s2);StringBuffers3=new StringBuffer(Hello,Java!);System.out.println(s3=+s3);运行结果:C:java StrBufferSets1=Hello,Java!s2=Hello,Java!s3=Hello,Java!（2）StringBuffer类的常用方法StringBuffer类是可变字符串，因此它的操作主要集中在对字符串的改变上。为StringBuffer的对象插入和追加字符串可以在StringBuffer对象的字符串之中插入字符串，或在其之后追加字符串，经过扩充之后形成一个新的字符串，方法有：append和insert，调用形式如下：s1.append(s2)-将字符串s2加到s1之后。s1.insert(int offset,s2)-在s1从起始处offset开始插入字符串s2。append和insert都有多个重载方法，这里不一一赘述。关于append和insert方法的使用见例6.8 。获取和设置StringBuffer对象的长度和容量获取和设置StringBuffer对象的长度和容量的方法有：length、capacity、setlength，调用形式如下：s1.length( )-返回s1中字符个数。s1. capacity ( )-返回s1的容量，即内存空间数量。通常会大于length( )s1. setlength (int newLength )-改变s1中字符的个数，如果newLength大于原个数，则新添的字符都为空（）；相反，字符串中的最后几个字符将被删除。【例79】显示确定字符串的长度和容量，并改变字符串的长度。public class StrLenpublic static void main(Sring args)StringBuffers1=new StringBuffer(Hello,Java!);System.out.println(The length is+s1.length( );System.out.println(The allocated length is+s1.capacity( );s1.setlength(100);System.out.println(The new length is+s1.length( );运行结果:C:java StrLen The length is11The allocated length is22The new length is100读取和改变StringBuffer对象中的字符读取StringBuffer对象中的字符的方法有：charAt和getChar，这与String对象方法一样。在StringBuffer对象中，设置字符及子串的方法有：setCharAt、replace；删除字符及子串的方法有：delete、deleteCharAt。调用形式如下：s1.setCharAt(int index,char ch)-用ch替代s1中index位置上的字符。s1.replace(int start,int end,s2)-s1中从start（含）开始到end（不含）结束之间的字符串以s2代替。s1.delete(int start,int end)-删除s1中从start（含）开始到end（不含）结束之间的字符串。s1.deleteCharAt(int index)-删除s1中index位置上的字符。【例710】改变字符串的内容。public class StrChangepublic static void main(Sring args)StringBuffers1=new StringBuffer(Hallo,Java!);s1.setCharAt(1, e);System.out.println(s1);s1.replace(1,5, i);System.out.println(s1);s1.delete(0,3);System.out.println(s1);s1.deleteCharAt(4);System.out.println(s1);运行结果:C:java StrChange Hello,Java!Hi,Java!Java!Java7.2.2 System类System类是一个特殊类，它是一个公共最终类，不能被继承，也不能被实例化，即不能创建System类的对象。System类功能强大，与Runtime一起可以访问许多有用的系统功能。System类保存静态方法和变量的集合。标准的输入、输出和Java运行时的错误输出存储在变量in，out和err中。由System类定义的方法丰富并且实用。System类中所有的变量和方法都是静态的，使用时以System作为前缀，即形如“System.变量名”和“System.方法名”。1标准的输入输出System类包含三个使用频繁的公共数据流，分别是：标准输入（in）、标准输出（out）、标准错误输出（err）。 public static final InputStream in-标准输入。这个属性是InputStream类的一个对象，它是未经包装的原始Input Stream，读取System.in之前应该先加以包装。可以通过read()方法读取字节数据。 public static final PrintStream out-标准输出。 public static final PrintStream err-标准输出。out和err都已经被包装成PrintStream对象，所以可以直接使用System.out和System.err。可以通过方法print()、println()或write()方法很方便地完成各种数据类型的输出。out与err使用上的不同是： System.out用于输出普通信息，out的输出一般需要缓存；System.err一般情况下用来打印错误信息，不需要缓存，快速显示紧急信息。关于InputStream类和PrintStream类将在java.io包中介绍。2System类的常用方法System类有一些有用的方法，这些方法用于处理运行环境。下面简单介绍几个方法及其功能。（1）获取当前时间使用currentTineMillis( )可以记录程序执行的时间，这是一个特别有意义的用法。currentTineMillis( )方法返回自从1970年1月1日午夜起到现在的时间，时间单位是毫秒。如果要记录程序中一段有问题程序的运行时间，可以在这段程序开始之前调用currentTineMillis( )方法存储当前时间，在这段程序结束处再次调用currentTineMillis( )方法。执行该段程序所花费的时间为其结束时刻的时间值减去其开始时刻的时间值。下面的程序段可以用来估计一下执行某个循环所占用的时间：long startTime=System.currenTimerMillis( );/记录循环开始时间int sum=0;for(int i=0;ijava CopyArray array1=abcdearray2=fffffarray1=abcdearray2= abcdearray1=aabcdarray2=bcdee（3）退出虚拟机在用户的程序还未执行完之前，强制关闭Java虚拟机的方法是exit()：Public static void exit(int exitCode)关闭虚拟机的同时把状态信息exitCode传递给操作系统，exitCoded非零时，表示非正常退出。（4）强制垃圾收集垃圾收集器一般情况下运行于后台，并自动地收集已不使用了的内存。使用gc()方法可强制垃圾收集器启动：public static void gc()3环境属性可以通过调用System.getProperty()方法来获得不同环境属性的值。例如下面的程序显示当前用户目录的路径：class PlayUserDirpublic static void main(String args)System.out.println(System.getProperty( user.dir);可以通过setProperty( )方法设置系统属性的值：public static String setProperty(String key,String value);其中，key为键名，value为键值。6.2.3 Math类Math类提供了用于几何学、三角学以及几种一般用途方法的浮点函数，来执行很多数学运算。1Math类定义的两个双精度常量doubleE-常量e（2.7182818284590452354）doublePI-常量pi（3.14159265358979323846）2Math类定义的常用方法Math类定义的方法是静态的，可以通过类名直接调用。下面简要介绍几类常用的方法。三角函数public static double sin(double a)-三角函数正弦。public static double cos(double a)-三角函数余弦。public static double tan(double a)-三角函数正切。public static double asin(double a)-三角函数反正弦。public static double acos(double a)-三角函数反余弦。public static double atan(double a)-三角函数反正切。 指数函数public static double exp(double a)-返回ea的值。public static double log(double a)- 返回lna的值。public static double pow (double y,double x)- 返回以y为底数，以x为指数的幂值。public static double sqrt(double a)- 返回a的平方根。 舍入函数public static intceil(double a)- 返回大于或等于a的最小整数。public static intfloor(double a)- 返回小于或等于a的最大整数。以下三个方法都有其它数据类型的重载方法：public static intabs(int a)- 返回a的绝对值。public static intmax(int a，int b)- 返回a和b的最大值。public static intmin(int a，int b)- 返回a和b的最小值。其它数学方法public static doublerandom( )- 返回一个伪随机数，其值介于0和1之间。public static doubletoRadians(doubleangle )- 将角度转换为弧度。public static doubletoDegrees (doubleangle)- 将弧度转换为角度。7.3 java.util包中的集合类java.util是Java语言中另一个使用广泛的包，它包括集合类、时间处理模式、日期时间工具等各种常用工具。Java的集合类是java.util包中的重要内容，它允许以各种方式将元素分组，并定义了各种使这些元素更容易操作的方法。集合类中存放的是对象，不同的集合类有不同的功能和特点，适合不同的场合，用以解决一些实际问题。下面我们将介绍集合类中的几个常用类的使用。6.3.1 Vector类Java的数组具有很强的功能，但它并不总是能满足我们的要求。数组一旦被创建，它的长度就固定了。但是，有时我们在创建数组时并不确切地知道有多少项需要加进去。解决这一问题的办法是，创建一个尽可能大的数组，以满足要求，但这势必会造成空间的浪费。Java提供了一个好的办法：使用java.util包中的向量类Vector。简单地说，Vector是一个动态数组，它可以根据需要动态伸缩。另外，Vector类还提供了一些有用的方法，如增加和删除元素的方法，而这些操作在数组中一般来说必须手工完成。Vector类提供了三个属性，四个构造器和多种方法，下面分别做以介绍：1属性protected int capacityIncrement-当向量的大小超过容量时，向量容量的增长量。protected int elementCount-这个Vector对象中的组件数。protectedObjected elementData-存储向量的组件的数组缓冲区。2构造器Vector( )-构造一个空向量。Vector(Collection c )-构造一个包含给定集合中的元素的向量。Vector(int initialCapacity )-构造一个具有给定的初始容量的空向量。Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement )- 构造一个具有给定的初始容量和容量增量的空向量。3. 常用的方法 向向量中添加对象向一个向量中添加新对象有两种情况，可以用Vector提供的两种不同方法来实现：void addElement(Object obj)- 在向量的最后增加一个元素。void insetElementAt(Object obj，int index)- 在向量的指定位置插入一个元素。 从向量中删除对象从向量中删除对象有三种情况，可以用Vector提供的三种不同方法来实现：void removeAllElement( )-删除向量中的所有对象。void removeElement(Object ob)-删除向量中一个指定的对象（仅删除第一次出现的对象）。void removeElementAt( int index)-删除向量中一个指定位置上的对象。 搜索向量中的对象有时我们需要得到向量中特殊位置上的对象或判断向量中是否包含某个对象，可以使用如下的方法：Object firstElement( )-返回这个向量的第一个对象。Object lastElement( )-返回这个向量的最后一个对象。Object ElementAt(int index )-返回这个向量中指定位置的对象。Boolean contains(Object elem)-如果这个对象在这个对象中，则返回true。获取向量的基本信息int capacity( )-返回这个向量的当前容量。int size( )- 返回这个向量的对象个数。【例712】使用Vector类的示例。 import ja