03-02 String类、static、Arrays类、Math类

第一章String类

1.1 String类概述

概述

java.lang.String类代表字符串。Java程序中所有的字符串文字（例如"abc"）都可以被看作是实现此类的实例。
类String中包括用于检查各个字符串的方法，比如用于比较字符串，搜索字符串，提取子字符串以及创建具有翻 译为大写或小写的所有字符的字符串的副本。

特点
  1. 字符串不变：字符串的值在创建后不能被更改。
String s1 = "abc"; 
s1 += "d";
System.out.println(s1); // "abcd"
//内存中有"abc", "abed"两个对象，si从指向"abc",改变指向，指向了"abed"。
  1. 因为String对象是不可变的，所以它们可以被共享。
String s1 = "abc";
String s2 = "abc";
//内存中只有—个"abc"对象被创建，同时被s1和s2共享。

3."abc"等效于 char[ ] data={ ' a' , ' b' , ' c' }。

例如：
String str = "abc";

相当于：
char data[] = {'a', 'b', 'c'};
String str = new String(data);
// St ring底层是靠字符数组实现的。

1.2 使用步骤

  • 查看类
    • java.lang.String:此类不需要导入。
  • 查看构造方法
    • public String():初始化新创建的String对象，以使其表示空字符序列。
    • public String(char[] value):通过当前参数中的字符数组来构造新的String。
    • public String(byte[] bytes):通过使用平台的默认字符集解码当前参数中的字节数组来构造新的 String。
    • 构造举例，代码如下：
// 无参构造
String str = new String()；

// 通过字符数组构造
char chars[] = {'a', 'b', 'c'};
String str2 = new String(chars);

// 通过字节数组构造
byte bytes[] = { 97, 98, 99 };
String str3 = new String(bytes);

1.3 常用方法

判断功能的方法
  • public boolean equals (Object anObject):将此字符串与指定对象进行比较。
  • public boolean equalsIgnoreCase (String anotherString):将此字符串与指定对象进行比较，忽略大小
    写。
    方法演示，代码如下：
public class String_Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建字符串对象
        String s1 = "hello";
        String s2 = "hello";
        String s3 = "HELLO";

        // boolean equals(Objec t obj):比较字符串的内容是否相同         
        System.out.println(s1.equals(s2)); // true 
        System.out.println(s1.equals(s3)); // false
        System. out. println ("----------");

        //boolean equalsIgnoreCase(S tring st r):比较字符串的内容是否相同，忽略大小写 
        System.out.println(s1.equalsIgnoreCase(s2)); // true 
        System.out.println(s1.equalsIgnoreCase(s3)); // true
        System. out. println ("----------");
    }
}

Object 是"对象"的意思，也是一种引用类型。作为参数类型，表示任意对象都可以传递到方法中。

获取功能的方法
  • public int length ():返回此字符串的长度。
  • public String concat (String str):将指定的字符串连接到该字符串的末尾。
  • public char charAt (int index):返回指定索引处的 char值。
  • public int indexOf (String str):返回指定子字符串第一次出现在该字符串内的索引。
  • public String substring (int beginIndex):返回一个子字符串，从beginlndex开始截取字符串到字符 串结尾。
  • public String substring (in t beginIndex, int endindex):返回一个子字符串，从 beginlndex 到 endlndex截取字符串。含beginlndex，不含endlndex。
    方法演示，代码如下:
public class String_Demo02 {
    public static void main(String[] args) { 
        //创建字符串对象
        String s = "helloworld";

        // int length():获取字符串的长度，其实也就是字符个数     
        System.out.println(s.length());
        System.out.println("----------");

        // String concat (String str):将指定的字符串连接至该字符串的末尾. 
        String s = "helloworld";
        String s2 = s.concat("**hello itheima"); 
        System.out.println(s2);// helloworld**hello itheima

        // char charAt(int index): 获取指定索引处的字符         
        System.out.println(s.charAt(0));         
        System.out.println(s.charAt(i));
        System.out.println("-----------");

        // int indexOf(S tring st r):获取s tr在字符串对象中第一次出现的索引，没有返回-1 
        System.out.println(s.indexOf("l"));
        System.out.println(s.indexOf("owo")); 
        System.out.println(s.indexOf("ak"));
        System.out.println("------------");

        // String subs tring(int st ar t):从start开始截取字符串到字符串结尾 
        System.out.println(s.substring(0));
        System.out.println(s.substring(5));
        System.out.println("------------");

        // String substring(int start, int end):从 start 到 end 截取字符串。含 start，不含 end。
        System.out.println(s.substring(0, s.length()));
        System.out.println(s.substring(3,8));
    }
}
转换功能的方法
  • public char[] toCharArray ():将此字符串转换为新的字符数组。
  • public byte[] getBytes ():使用平台的默认字符集将该String编码转换为新的字节数组。
  • public St ring replace (CharSequence targe t, CharSequence replacemen t):将与target 匹配的字符串使
    用replacement字符串替换。
    方法演示，代码如下：
public class String_Demo03 {
    public static void main(String[] args) { 
        //创建字符串对象
        String s = "abcde";

        // char[] toCharArray():把字符串转换为字符数组 
        char[] chs = s.toCharArray();
        for(int x = 0; x < chs.length; x++) {
            System.out.println(chs[x]);
        }
        System.out.println("----------");

        // byte[] getBytes (): 把字符串转换为字节数组 
        byte[] bytes = s・getBytes();
        for(int x = 0; x < bytes・length; x++) { 
            System.out.println(bytes[x]);
        }
        System.out.println("-------------");

        //替换字母it为大写IT
        String str = “itcast itheima“;
        String replace = str.replace("it", "IT");
        System.out.println(replace); // ITcast ITheima
        System.out.println("------------")；
    }
}

Char Sequence是一个接口，也是一种引用类型。作为参数类型，可以把String对象传递到方法中。

分割功能的方法
  • public String[] split(String regex):将此字符串按照给定的regex (规则)拆分为字符串数组。
    方法演示，代码如下：
public class String_Demo03 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建字符串对象
        String s = “aa|bb|cc“；
        String[] strArray = s.split(“|“)； // [“aa“,“bb“,“cc“]
        for(int x = 0； x < strArray.length； x++) {
            System.out.println(strArray[x])； // aa bb cc
        }
    }
}

1.4 String类的练习

拼接字符串

定义一个方法，把数组{1,2,3}按照旨定个格式拼接成一个字符串。格式参照如下：[word1#word2#word3]。

public class StringTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义一个 int 类型的数组 
        int[] arr = {1, 2, 3}；

        // 调用方法
        String s = arrayToString(arr)；

        // 输出结果
        System.out.println(“s:“ + s)；
    }

    /*
        * 写方法实现把数组中的元素按照旨定的格式拼接成一个字符串
        * 两个明确：
        * 返回值类型：String
        * 参数列表：int[] arr
    */
    public static String arrayToString(int[] arr) {
        // 创建字符串 s 
        String s = new String("[");
        // 遍历数组，并拼接字符串
        for (int x = 0; x < arr.length; x++) {
            if (x == arr・length - 1) {
                s = s.concat(arr[x] + "]");
              } else {
                s = s・concat(arr[x] + "#");
            }
        }
        return s;
    }
}
统计字符个数

键盘录入一个字符，统计字符串中大小写字母及数字字符个数

public class StringTest2 { 
    public static void main(String[] args) {
        // 键盘录入一个字符串数据
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入一 字符串数据："); 
        String s = sc・nextLine();

        // 定义三个统计变量，初始化值都是 0
        int bigCount = 0;
        int smallCount = 0;
        int numberCount = 0;

        //遍历字符串，得到每一个字符
        for(int x=0; x<s.length(); x++){ 
            char ch = s.charAt(x);
            //拿字符进行判断
            if(ch>='A'&&ch<='Z') {
                bigCount++;
            }else if(ch>='a'&&ch<='z') { 
                smallCount++;
            }else if(ch>='0'&&ch<='9') {     
                numberCount++;
            }else {
                System.out.println("该字符"+ch+"非法");
            }
        }

        //输出结果
        System.out・println("大写字符："+bigCount+"个");
        System.out.println("小写字符:"+smallCount+"个");
        System.out・println("数字字符："+numberCount+"个")； }
    } 
}

第二章 static关键字

2.1 概述

关于static关键字的使用，它可以用来修饰的成员变量和成员方法，被修饰的成员是属于类的，而不是单单是属 于某个对象的。也就是说，既然属于类，就可以不靠创建对象来调用了。

2.2定义和使用格式

类变量

当static修饰成员变量时，该变量称为类变量。该类的每个对象都共享同一个类变量的值。任何对象都可以更改 该类变量的值，但也可以在不创建该类的对象的情况下对类变量进行操作。

  • 类变量：使用static关键字修饰的成员变量。
    定义格式：

static 数据类型 变量名;

举例：

static int numberID;

比如说，基础班新班开班，学员报到。现在想为每一位新来报到的同学编学号(Sid)，从第一名同学开始，Sid为1，以此类推。学号必须是唯一的，连续的，并且与班级的人数相符，这样以便知道，要分配给下一名新同学的学号是多少。这样我们就需要一个变量，与单独的每一个学生对象无关，而是与整个班级同学数量有关。
所以，我们可以这样定义一个静态变量numberOfStudent，代码如下：

public class Student {
    private String name;
    private int age;
    //学生的id
    private int sid;
    // 类变量，记录学生数量，分配学号
    public static int numberOfStudent = 0;

    public Student(String name, int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
        // 通过 numberOfStudent 给学生分配学号
        this.sid = ++numberOfStudent;
    }

    // 打印属性值 public void show() {     
    System.out.println("Student : name=" + name + ", age=" + age + ", sid=" + sid );
    }
}
 
public class StuDemo {
    public static void main(String[] args) { 
        Student s1 = new Student(“张三“，23);
        Student s2 = new Student(“李四“，24);
        Student s3 = new Student(“王五“，25); 
        Student s4 = new Student(“赵六“，26);
    }
}

静态方法
当static修饰成员方法时，该方法称为类方法。静态方法在声明中有static，建议使用类名来调用，而不需要创建类的对象。调用方式非常简单。

  • 类方法：使用static关键字修饰的成员方法，习惯称为静态方法。
    定义格式：

修饰符 static 返回值类型 方法名(参数列表){
// 执行语句
}

举例：在Student类中定义静态方法

public static void showNum() {
    System.out.println("num:" + numberOfStudent);
}
  • 静态方法调用的注意事项：
    • 静态方法可以直接访问类变量和静态方法。
    • 静态方法不能直接访问普通成员变量或成员方法。反之，成员方法可以直接访问类变量或静态方法。
    • 静态方法中，不能使用this关键字。

小贴士：静态方法只能访问静态成员。

调用格式

被static修饰的成员可以并且建议通过类名直接访问。虽然也可以通过对象名访问静态成员，原因即多个对象均属于一个类，共享使用同一个静态成员，但是不建议，会出现警告信息。
格式：

// 访问类变量
类名. 类变量名；

// 调用静态方法 类名.静态方法名（参数）；

调用演示，代码如下：

public class StuDemo2 { 
    public static void main(String[] args) {
        // 访问类变量
        System.out.println(Student.numberOfStudent)；
        // 调用静态方法
        Student.showNum()；
    }
}

2.3 静态原理图解

static修饰的内容:

  • 是随着类的加载而加载的，且只加载一次。
  • 存储于一块固定的内存区域（静态区），所以，可以直接被类名调用。
  • 它优先于对象存在，所以，可以被所有对象共享。

2.4 静态代码块

  • 静态代码块：定义在成员位置，使用static修饰的代码块｛ ｝。
    • 位置：类中方法外。
    • 执行：随着类的加载而执行且执行一次，优先于main方法和构造方法的执行。
      格式：
public class ClassName{ 
    static {
        // 执行语句
    }
}

作用：给类变量进行初始化赋值。用法演示，代码如下：

public class Game {
    public static int number;
    public static ArrayList<String> list;
    static {
        // 给类变量赋值 number = 2;
        list = new ArrayList<String>();
        // 添加元素到集合中 
        list.add（" 张三 "）; 
        list.add（" 李四 "）;
    }
}

小贴士：
static 关键字，可以修饰变量、方法和代码块。在使用的过程中，其主要目的还是想在不创建对象的情况 下，去调用方法。下面将介绍两个工具类，来体现static方法的便利。

第三章Arrays类

3.1 概述

java.util.Arrays此类包含用来操作数组的各种方法，比如排序和搜索等。其所有方法均为静态方法，调用起来 非常简单。

3.2 操作数组的方法

  • public static String toString(in t[] a):返回指定数组内容的字符串表示形式。
public static void main(String[] args) {
    // 定义 int 数组
    int[] arr = {2,34,35,4,657,8,69,9};
    // 打印数组 , 输出地址值
    System.out.println(arr); // [I@2ac1fdc4
    // 数组内容转为字符串
    String s = Arrays.toString(arr);
    // 打印字符串 , 输出内容
    System.out.println(s); // [2, 34, 35, 4, 657, 8, 69, 9]
}
  • public static void sort (in t[] a):对指定的int型数组按数字升序进行排序。
public static void main(String[] args) {
    // 定义 int 数组
    int[] arr ={24, 7, 5, 48, 4, 46, 35, 11, 6, 2};
    System.out.println(“排序前：“+ Arrays.toString(arr)); // 排序前:[24, 7, 5, 48, 4, 46, 35, 11, 6,
2]
    // 升序排序
    Arrays.sort(arr);
    System.out.println("排序后:"+ Arrays.toString(arr));// 排序后：[2, 4, 5, 6, 7, 11, 24, 35, 46,48]
}

3.3 练习

请使用Arrays相关的API，将一个随机字符串中的所有字符升序排列，并倒序打印。

public class ArraysTest {
    public static void main(String[] args) {
    // 定义随机的字符串
    String line = "ysKUreaytWTRHsgFdSAoidq";
    // 转换为字符数组
    char[] chars = line・toCharArray();

    // 升序排序
    Arrays.sort(chars);
    // 反向遍历打印
    for (int i = chars ・length-1; i >= 0 ; i--) { 
        System・out・print(chars[i]+“ “); // y y t s s r q o i g e d d a W U T S R K H F A
    }
  }
}

第四章Math类

4.1 概述

java.lang.Math类包含用于执行基本数学运算的方法，如初等指数、对数、平方根和三角函数。类似这样的工具类，其所有方法均为静态方法，并且不会创建对象，调用起来非常简单。

4.2 基本运算的方法

  • public static double abs(double a):返回 double 值的绝对值。

double d1 = Math. abs(-5); //d1 的值为 5
double d2 = Math. abs(5); //d2 的值为 5

  • public static double ceil(double a):返回大于等于参数的最小的整数。

double di = Math. ceil(3.3); //di 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

  • public static double floor(double a):返回小于等于参数最大的整数。

double di = Math. floor(3.3); //di 的值为3.0
double d2 = Math. floor(-3.3); //d2 的值为-4.0
double d3 = Ma th. floor(5.1); //d3 的值为 5.0

  • public static long round(double a):返回最接近参数的long。(相当于四舍五入方法)

long d1 = Math.round(5.5); //d1的值为6.0
long d2 = Math.round(5.4); //d2的值为5.0

4.3 练习

请使用Math相关的API，计算在-10.8到5.9之间，绝对值大于6或者小于2.1的整数有多少个?

public class MathTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义最小值
        double min = -i0.8;
        // 定义最大值
        double max = 5.9;
        // 定义变量计数
        int count = 0;
        // 范围内循环
        for (double i = Math.ceil(min); i <= max; i++) {
            // 获取绝对值并判断
            if (Math.abs(i) > 6 || Math.abs(i) < 2.i) {
            // 计数
            count++;
            }
          }
          System.out.println("个数为："+ count + "个")；
    }
}
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