Java基础 07 API概述 Scanner类 Random类 ArrayList类

Posted 2020-11-29 wangluke

第1章 API

概述

API(Application Programming Interface)，应用程序编程接口。Java API是一本程序员的字典，是JDK中提供给我们使用的类的说明文档。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。所以我们可以通过查询API的方式，来学习Java提供的类，并得知如何使用它们。

JAVA API官方中文文档目前截止到 JAVA 6

API使用步骤

1. 打开帮助文档。
2. 点击显示，找到索引，看到输入框。
3. 在输入框里输入，然后回车。
4. 看包。java.lang下的类不需要导包，其他需要。
5. 看类的解释和说明。
6. 学习构造方法。
7. 使用成员方法。

第2章 Scanner类

了解了API的使用方式，我们通过Scanner类，熟悉一下查询API，并使用类的步骤。

2.1 什么是Scanner类

一个可以解析基本类型和字符串的简单文本扫描器。

2.2 引用类型使用步骤

导包

使用import关键字导包，在类的所有代码之前导包，引入要使用的类型，java.lang包下的所有类无需导入。 格式：

import 包名.类名;
java.util.Scanner;

创建对象

使用该类的构造方法，创建一个该类的对象。 格式：

数据类型 变量名 = new 数据类型(参数列表);
Scanner sc = new Scanner(System.in);

调用方法

调用该类的成员方法，完成指定功能。 格式：

变量名.方法名();
int i = sc.nextInt(); // 接收一个键盘录入的整数

2.3 Scanner使用步骤

查看类

java.util.Scanner ：该类需要import导入后使用。

查看构造方法

public Scanner(InputStream source) : 构造一个新的 Scanner， 它生成的值是从指定的输入流扫描的。

查看成员方法

public int nextInt() ：将输入信息的下一个标记扫描为一个 int 值。
使用Scanner类，完成接收键盘录入数据的操作，代码如下：

import java.util.Scanner; // 1. 导包

/*
Scanner类的功能：可以实现键盘输入数据，到程序当中。

引用类型的一般使用步骤：

1. 导包
import 包路径.类名称;
如果需要使用的目标类，和当前类位于同一个包下，则可以省略导包语句不写。
只有java.lang包下的内容不需要导包，其他的包都需要import语句。

2. 创建
类名称 对象名 = new 类名称();

3. 使用
对象名.成员方法名()

获取键盘输入的一个int数字：int num = sc.nextInt();
获取键盘输入的一个字符串：String str = sc.next();
 */
public class Demo01Scanner {

    public static void main(String[] args) {
        // 2. 创建
        // 备注：System.in代表从键盘进行输入
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        // 3. 获取键盘输入的int数字
        int num = sc.nextInt();
        System.out.println("输入的int数字是：" + num);
        // 4. 获取键盘输入的字符串
        String str = sc.next();
        System.out.println("输入的字符串是：" + str);
    }
}

2.4 练习

求和

键盘录入两个数据并求和，代码如下：

import java.util.Scanner;

/*
题目：
键盘输入两个int数字，并且求出和值。

思路：
1. 既然需要键盘输入，那么就用Scanner
2. Scanner的三个步骤：导包、创建、使用
3. 需要的是两个数字，所以要调用两次nextInt方法
4. 得到了两个数字，就需要加在一起。
5. 将结果打印输出。
 */
public class Demo02ScannerSum {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入第一个数字：");
        int a = sc.nextInt();
        System.out.println("请输入第二个数字：");
        int b = sc.nextInt();
        int result = a + b;
        System.out.println("结果是：" + result);
    }
}

取最值

键盘录入三个数据并获取最大值，代码如下：

import java.util.Scanner;

/*
题目：
键盘输入三个int数字，然后求出其中的最大值。

思路：
1. 既然是键盘输入，肯定需要用到Scanner
2. Scanner三个步骤：导包、创建、使用nextInt()方法
3. 既然是三个数字，那么调用三次nextInt()方法，得到三个int变量
4. 无法同时判断三个数字谁最大，应该转换成为两个步骤：
    4.1 首先判断前两个当中谁最大，拿到前两个的最大值
    4.2 拿着前两个中的最大值，再和第三个数字比较，得到三个数字当中的最大值
5. 打印最终结果
 */
public class Demo03ScannerMax {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        System.out.println("请输入第一个数字：");
        int a = sc.nextInt();
        System.out.println("请输入第二个数字：");
        int b = sc.nextInt();
        System.out.println("请输入第三个数字：");
        int c = sc.nextInt();

        // 首先得到前两个数字当中的最大值
        int temp = a > b ? a : b;
        int max = temp > c ? temp : c;
        System.out.println("最大值是：" + max);
    }
}

2.5 匿名对象

概念

创建对象时，只有创建对象的语句，却没有把对象地址值赋值给某个变量。虽然是创建对象的简化写法，但是应用场景非常有限。

• 匿名对象 ：没有变量名的对象。

new 类名(参数列表)；
new Scanner(System.in)；

应用场景

• 创建匿名对象直接调用方法，没有变量名。

new Scanner(System.in).nextInt();

• 一旦调用两次方法，就是创建了两个对象，造成浪费，请看如下代码。

new Scanner(System.in).nextInt();
new Scanner(System.in).nextInt();

/*
创建对象的标准格式：
类名称 对象名 = new 类名称();

匿名对象就是只有右边的对象，没有左边的名字和赋值运算符。
new 类名称();

注意事项：匿名对象只能使用唯一的一次，下次再用不得不再创建一个新对象。
使用建议：如果确定有一个对象只需要使用唯一的一次，就可以用匿名对象。
 */
public class Demo01Anonymous {

    public static void main(String[] args) {
        // 左边的one就是对象的名字
        Person one = new Person();
        one.name = "高圆圆";
        one.showName(); // 我叫高圆圆
        System.out.println("===============");

        // 匿名对象
        new Person().name = "赵又廷";
        new Person().showName(); // 我叫：null
    }
}

小贴士：一个匿名对象，只能使用一次。

• 匿名对象可以作为方法的参数和返回值

import java.util.Scanner;

public class Demo02Anonymous {

    public static void main(String[] args) {
        // 普通使用方式
        // Scanner sc = new Scanner(System.in);
        // int num = sc.nextInt();

        // 匿名对象的方式
        // int num = new Scanner(System.in).nextInt();
        // System.out.println("输入的是：" + num);

        // 使用一般写法传入参数
        // Scanner sc = new Scanner(System.in);
        // methodParam(sc);

        // 使用匿名对象来进行传参
        // methodParam(new Scanner(System.in));

        Scanner sc = methodReturn();
        int num = sc.nextInt();
        System.out.println("输入的是：" + num);
    }

    public static void methodParam(Scanner sc) {
        int num = sc.nextInt();
        System.out.println("输入的是：" + num);
    }

    public static Scanner methodReturn() {
        // Scanner sc = new Scanner(System.in);
        // return sc;
        return new Scanner(System.in);
    }

}

第3章 Random类

3.1 什么是Random类

此类的实例用于生成伪随机数。

3.2 Random使用步骤

查看类

java.util.Random ：该类需要 import 导入使后使用。

查看构造方法

public Random() ：创建一个新的随机数生成器。

查看成员方法

public int nextInt(int n) ：返回一个伪随机数，范围在 0 （包括）和 指定值 n （不包括）之间的int 值。

使用Random类，完成生成3个10以内的随机整数的操作，代码如下：

import java.util.Random;

/*
Random类用来生成随机数字。使用起来也是三个步骤：

1. 导包
import java.util.Random;
2. 创建
Random r = new Random(); // 小括号当中留空即可
3. 使用
获取一个随机的int数字（范围是int所有范围，有正负两种）：int num = r.nextInt()
获取一个随机的int数字（参数代表了范围，左闭右开区间）：int num = r.nextInt(3)
实际上代表的含义是：[0,3)，也就是0~2
 */
public class Demo01Random {

    public static void main(String[] args) {
        Random r = new Random();
        int num = r.nextInt();
        System.out.println("随机数是：" + num);
    }
}
public class Demo02Random {

    public static void main(String[] args) {
        Random r = new Random();

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            int num = r.nextInt(10); // 范围实际上是0~9
            System.out.println(num);
        }
    }

}

备注：创建一个 Random 对象，每次调用 nextInt() 方法，都会生成一个随机数。

3.3 练习

获取随机数

获取1-n之间的随机数，包含n，代码如下：

import java.util.Random;

/*
题目要求：
根据int变量n的值，来获取随机数字，范围是[1,n]，可以取到1也可以取到n。

思路：
1. 定义一个int变量n，随意赋值
2. 要使用Random：三个步骤，导包、创建、使用
3. 如果写10，那么就是0~9，然而想要的是1~10，可以发现：整体+1即可。
4. 打印随机数字
 */
public class Demo03Random {

    public static void main(String[] args) {
        int n = 5;
        Random r = new Random();

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            // 本来范围是[0,n)，整体+1之后变成了[1,n+1)，也就是[1,n]
            int result = r.nextInt(n) + 1;
            System.out.println(result);
        }
    }
}

猜数字小游戏

游戏开始时，会随机生成一个1-100之间的整数 number 。玩家猜测一个数字 guessNumber ，会与 number 作比
较，系统提示大了或者小了，直到玩家猜中，游戏结束。
小贴士：先运行程序代码，理解此题需求，经过分析后，再编写代码

import java.util.Random;
import java.util.Scanner;

/*
题目：
用代码模拟猜数字的小游戏。

思路：
1. 首先需要产生一个随机数字，并且一旦产生不再变化。用Random的nextInt方法
2. 需要键盘输入，所以用到了Scanner
3. 获取键盘输入的数字，用Scanner当中的nextInt方法
4. 已经得到了两个数字，判断（if）一下：
    如果太大了，提示太大，并且重试；
    如果太小了，提示太小，并且重试；
    如果猜中了，游戏结束。
5. 重试就是再来一次，循环次数不确定，用while(true)。
 */
public class Demo04RandomGame {
    public static void main(String[] args) {
        Random r = new Random();
        int randomNum = r.nextInt(100) + 1; // [1,100]
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        while (true) {
            System.out.println("请输入你猜测的数字：");
            int guessNum = sc.nextInt(); // 键盘输入猜测的数字
            if (guessNum > randomNum) {
                System.out.println("太大了，请重试。");
            } else if (guessNum < randomNum) {
                System.out.println("太小了，请重试。");
            } else {
                System.out.println("恭喜你，猜中啦！");
                break; // 如果猜中，不再重试
            }
        }
        System.out.println("游戏结束。");
    }
}

第4章 ArrayList类

4.1 引入 - 对象数组

/*
题目：
定义一个数组，用来存储3个Person对象。

数组有一个缺点：一旦创建，程序运行期间长度不可以发生改变。
 */
public class Demo01Array {

    public static void main(String[] args) {
        // 首先创建一个长度为3的数组，里面用来存放Person类型的对象
        Person[] array = new Person[3];

        Person one = new Person("迪丽热巴", 18);
        Person two = new Person("古力娜扎", 28);
        Person three = new Person("玛尔扎哈", 38);

        // 将one当中的地址值赋值到数组的0号元素位置
        array[0] = one;
        array[1] = two;
        array[2] = three;

        System.out.println(array[0]); // 地址值
        System.out.println(array[1]); // 地址值
        System.out.println(array[2]); // 地址值

        System.out.println(array[1].getName()); // 古力娜扎
    }
}

到目前为止，我们想存储对象数据，选择的容器，只有对象数组。而数组的长度是固定的，无法适应数据变化的需求。为了解决这个问题，Java提供了另一个容器 java.util.ArrayList 集合类, 让我们可以更便捷的存储和操作对象数据。

4.2 什么是ArrayList类

java.util.ArrayList 是大小可变的数组的实现，存储在内的数据称为元素。此类提供一些方法来操作内部存储的元素。 ArrayList 中可不断添加元素，其大小也自动增长。

4.3 ArrayList使用步骤

查看类

• java.util.ArrayList ：该类需要 import导入使后使用。
  ，表示一种指定的数据类型，叫做泛型。 E ，取自Element（元素）的首字母。在出现 E 的地方，使用一种引用数据类型将其替换即可，表示我们将存储哪种引用类型的元素。

ArrayList<String>，ArrayList<Student>

查看构造方法

• public ArrayList() ：构造一个内容为空的集合。

// 基本格式:
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
// 在JDK 7后,右侧泛型的尖括号之内可以留空，但是<>仍然要写。简化格式：
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

查看成员方法

• public boolean add(E e) ： 将指定的元素添加到此集合的尾部。
  参数 E e ，在构造ArrayList对象时， 指定了什么数据类型，那么 add(E e) 方法中，只能添加什么数据类型的对象。

import java.util.ArrayList;

/*
数组的长度不可以发生改变。
但是ArrayList集合的长度是可以随意变化的。

对于ArrayList来说，有一个尖括号<E>代表泛型。
泛型：也就是装在集合当中的所有元素，全都是统一的什么类型。
注意：泛型只能是引用类型，不能是基本类型。

注意事项：
对于ArrayList集合来说，直接打印得到的不是地址值，而是内容。
如果内容是空，得到的是空的中括号：[]
 */
public class Demo02ArrayList {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建了一个ArrayList集合，集合的名称是list，里面装的全都是String字符串类型的数据
        // 备注：从JDK 1.7+开始，右侧的尖括号内部可以不写内容，但是<>本身还是要写的。
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        System.out.println(list); // []

        // 向集合当中添加一些数据，需要用到add方法。
        list.add("赵丽颖");
        System.out.println(list); // [赵丽颖]

        list.add("迪丽热巴");
        list.add("古力娜扎");
        list.add("玛尔扎哈");
        System.out.println(list); // [赵丽颖, 迪丽热巴, 古力娜扎, 玛尔扎哈]

//        list.add(100); // 错误写法！因为创建的时候尖括号泛型已经说了是字符串，添加进去的元素就必须都是字符串才行
    }

}

4.4 如何存储基本数据类型

ArrayList对象不能存储基本类型，只能存储引用类型的数据。类似 不能写，但是存储基本数据类型对应的
包装类型是可以的。所以，想要存储基本类型数据， <> 中的数据类型，必须转换后才能编写，转换写法如下：

基本类型	基本类型包装类
byte	Byte
short	Short
int	Integer
long	Long
float	Float
double	Double
char	Character
boolean	Boolean

只有 Integer 和 Character 需要特殊记忆，其他基本类型只是首字母大写即可。

import java.util.ArrayList;

/*
如果希望向集合ArrayList当中存储基本类型数据，必须使用基本类型对应的“包装类”。

基本类型    包装类（引用类型，包装类都位于java.lang包下）
byte        Byte
short       Short
int         Integer     【特殊】
long        Long
float       Float
double      Double
char        Character   【特殊】
boolean     Boolean

从JDK 1.5+开始，支持自动装箱、自动拆箱。

自动装箱：基本类型 --> 包装类型
自动拆箱：包装类型 --> 基本类型
 */
public class Demo05ArrayListBasic {

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> listA = new ArrayList<>();
        // 错误写法！泛型只能是引用类型，不能是基本类型
        // ArrayList<int> listB = new ArrayList<>();

        ArrayList<Integer> listC = new ArrayList<>();
        listC.add(100);
        listC.add(200);
        System.out.println(listC); // [100, 200]

        int num = listC.get(1);
        System.out.println("第1号元素是：" + num);
    }
}

4.5 常用方法和遍历

对于元素的操作,基本体现在 -- 增、删、查。常用的方法有：

• public boolean add(E e) ：将指定的元素添加到此集合的尾部。
• public E remove(int index) ：移除此集合中指定位置上的元素。返回被删除的元素。
• public E get(int index) ：返回此集合中指定位置上的元素。返回获取的元素。
• public int size() ：返回此集合中的元素数。遍历集合时，可以控制索引范围，防止越界。
  这些都是最基本的方法，操作非常简单，代码如下

import java.util.ArrayList;

/*
ArrayList当中的常用方法有：

public boolean add(E e)：向集合当中添加元素，参数的类型和泛型一致。返回值代表添加是否成功。
备注：对于ArrayList集合来说，add添加动作一定是成功的，所以返回值可用可不用。
但是对于其他集合（今后学习）来说，add添加动作不一定成功。

public E get(int index)：从集合当中获取元素，参数是索引编号，返回值就是对应位置的元素。

public E remove(int index)：从集合当中删除元素，参数是索引编号，返回值就是被删除掉的元素。

public int size()：获取集合的尺寸长度，返回值是集合中包含的元素个数。
 */
public class Demo03ArrayListMethod {

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        System.out.println(list); // []

        // 向集合中添加元素：add
        boolean success = list.add("柳岩");
        System.out.println(list); // [柳岩]
        System.out.println("添加的动作是否成功：" + success); // true

        list.add("高圆圆");
        list.add("赵又廷");
        list.add("李小璐");
        list.add("贾乃亮");
        System.out.println(list); // [柳岩, 高圆圆, 赵又廷, 李小璐, 贾乃亮]

        // 从集合中获取元素：get。索引值从0开始
        String name = list.get(2);
        System.out.println("第2号索引位置：" + name); // 赵又廷

        // 从集合中删除元素：remove。索引值从0开始。
        String whoRemoved = list.remove(3);
        System.out.println("被删除的人是：" + whoRemoved); // 李小璐
        System.out.println(list); // [柳岩, 高圆圆, 赵又廷, 贾乃亮]

        // 获取集合的长度尺寸，也就是其中元素的个数
        int size = list.size();
        System.out.println("集合的长度是：" + size);
    }
}

import java.util.ArrayList;

public class Demo04ArrayListEach {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("迪丽热巴");
        list.add("古力娜扎");
        list.add("玛尔扎哈");
        // 遍历集合
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.println(list.get(i));
        }
    }
}

4.6 ArrayList练习

数值添加到集合

生成6个1~33之间的随机整数,添加到集合,并遍历

import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;

/*
思路：
1. 需要存储6个数字，创建一个集合，<Integer>
2. 产生随机数，需要用到Random
3. 用循环6次，来产生6个随机数字：for循环
4. 循环内调用r.nextInt(int n)，参数是33，0~32，整体+1才是1~33
5. 把数字添加到集合中：add
6. 遍历集合：for、size、get
 */
public class Demo01ArrayListRandom {

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        Random r = new Random();
        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            int num = r.nextInt(33) + 1;
            list.add(num);
        }
        // 遍历集合
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.println(list.get(i));
        }
    }
}

对象添加到集合

自定义4个学生对象,添加到集合,并遍历

import java.util.ArrayList;

/*
思路：
1. 自定义Student学生类，四个部分。
2. 创建一个集合，用来存储学生对象。泛型：<Student>
3. 根据类，创建4个学生对象。
4. 将4个学生对象添加到集合中：add
5. 遍历集合：for、size、get
 */
public class Demo02ArrayListStudent {

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Student> list = new ArrayList<>();

        Student one = new Student("洪七公", 20);
        Student two = new Student("欧阳锋", 21);
        Student three = new Student("黄药师", 22);
        Student four = new Student("段智兴", 23);

        list.add(one);
        list.add(two);
        list.add(three);
        list.add(four);

        // 遍历集合
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            Student stu = list.get(i);
            System.out.println("姓名：" + stu.getName() + "，年龄" + stu.getAge());
        }
    }
}

打印集合方法

定义以指定格式打印集合的方法(ArrayList类型作为参数)，使用{}扩起集合，使用@分隔每个元素。格式参照 {元素
@元素@元素}。

import java.util.ArrayList;

/*
System.out.println(list);       [10, 20, 30]
printArrayList(list);           {10@20@30}
 */
public class Demo03ArrayListPrint {

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("张三丰");
        list.add("宋远桥");
        list.add("张无忌");
        list.add("张翠山");
        System.out.println(list); // [张三丰, 宋远桥, 张无忌, 张翠山]

        printArrayList(list);
    }

    /*
    定义方法的三要素
    返回值类型：只是进行打印而已，没有运算，没有结果；所以用void
    方法名称：printArrayList
    参数列表：ArrayList
     */
    public static void printArrayList(ArrayList<String> list) {
        // {10@20@30}
        System.out.print("{");
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            String name = list.get(i);
            if (i == list.size() - 1) {
                System.out.println(name + "}");
            } else {
                System.out.print(name + "@");
            }
        }
    }
}

获取集合方法

定义获取所有偶数元素集合的方法(ArrayList类型作为返回值)

import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;

/*
题目：
用一个大集合存入20个随机数字，然后筛选其中的偶数元素，放到小集合当中。
要求使用自定义的方法来实现筛选。

分析：
1. 需要创建一个大集合，用来存储int数字：<Integer>
2. 随机数字就用Random nextInt
3. 循环20次，把随机数字放入大集合：for循环、add方法
4. 定义一个方法，用来进行筛选。
筛选：根据大集合，筛选符合要求的元素，得到小集合。
三要素
返回值类型：ArrayList小集合（里面元素个数不确定）
方法名称：getSmallList
参数列表：ArrayList大集合（装着20个随机数字）
5. 判断（if）是偶数：num % 2 == 0
6. 如果是偶数，就放到小集合当中，否则不放。
 */
public class Demo04ArrayListReturn {

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> bigList = new ArrayList<>();
        Random r = new Random();
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            int num = r.nextInt(100) + 1; // 1~100
            bigList.add(num);
        }

        ArrayList<Integer> smallList = getSmallList(bigList);

        System.out.println("偶数总共有多少个：" + smallList.size());
        for (int i = 0; i < smallList.size(); i++) {
            System.out.println(smallList.get(i));
        }
    }

    // 这个方法，接收大集合参数，返回小集合结果
    public static ArrayList<Integer> getSmallList(ArrayList<Integer> bigList) {
        // 创建一个小集合，用来装偶数结果
        ArrayList<Integer> smallList = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < bigList.size(); i++) {
            int num = bigList.get(i);
            if (num % 2 == 0) {
                smallList.add(num);
            }
        }
        return smallList;
    }
}