Java全栈JavaSE：17.基础API与常见算法
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Java全栈JavaSE：17.基础API与常见算法相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
学习目标
- 了解数学相关API
- 了解日期时间API
- 了解系统类API
- 掌握数组基础算法
- 掌握数组工具类的使用
- 熟练掌握String类的API
- 熟练掌握StringBuilder和StringBuffer类的API
- 能够处理字符串相关的算法处理
1.和数学相关的类
1.1 java.lang.Math
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。
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 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
public static double floor(double a)：返回小于等于参数最大的整数。
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
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
- public static double pow(double a,double b)：返回a的b幂次方法
- public static double sqrt(double a)：返回a的平方根
- public static double random()：返回[0,1)的随机值
- public static final double PI：返回圆周率
- public static double max(double x, double y)：返回x,y中的最大值
- public static double min(double x, double y)：返回x,y中的最小值
double result = Math.pow(2,31);
double sqrt = Math.sqrt(256);
double rand = Math.random();
double pi = Math.PI;
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 = -10.8;
// 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) < 2.1) {
// 计数
count++;
}
}
System.out.println("个数为: " + count + " 个");
}
}
1.2 java.math包
（1）BigInteger
不可变的任意精度的整数。
- BigInteger(String val)
- BigInteger add(BigInteger val)
- BigInteger subtract(BigInteger val)
- BigInteger multiply(BigInteger val)
- BigInteger divide(BigInteger val)
- BigInteger remainder(BigInteger val)
- …
@Test
public void test01(){
// long bigNum = 123456789123456789123456789L;
BigInteger b1 = new BigInteger("123456789123456789123456789");
BigInteger b2 = new BigInteger("78923456789123456789123456789");
// System.out.println("和：" + (b1+b2));//错误的，无法直接使用+进行求和
System.out.println("和：" + b1.add(b2));
System.out.println("减：" + b1.subtract(b2));
System.out.println("乘：" + b1.multiply(b2));
System.out.println("除：" + b2.divide(b1));
System.out.println("余：" + b2.remainder(b1));
}
（2）RoundingMode枚举类
CEILING ：向正无限大方向舍入的舍入模式。
DOWN ：向零方向舍入的舍入模式。
FLOOR：向负无限大方向舍入的舍入模式。
HALF_DOWN ：向最接近数字方向舍入的舍入模式，如果与两个相邻数字的距离相等，则向下舍入。
HALF_EVEN：向最接近数字方向舍入的舍入模式，如果与两个相邻数字的距离相等，则向相邻的偶数舍入。
HALF_UP：向最接近数字方向舍入的舍入模式，如果与两个相邻数字的距离相等，则向上舍入。
UNNECESSARY：用于断言请求的操作具有精确结果的舍入模式，因此不需要舍入。
UP：远离零方向舍入的舍入模式。
（3）BigDecimal
不可变的、任意精度的有符号十进制数。
- BigDecimal(String val)
- BigDecimal add(BigDecimal val)
- BigDecimal subtract(BigDecimal val)
- BigDecimal multiply(BigDecimal val)
- BigDecimal divide(BigDecimal val)
- BigDecimal divide(BigDecimal divisor, int roundingMode)
- BigDecimal divide(BigDecimal divisor, int scale, RoundingMode roundingMode)
- BigDecimal remainder(BigDecimal val)
- …
@Test
public void test02(){
/*double big = 12.123456789123456789123456789;
System.out.println("big = " + big);*/
BigDecimal b1 = new BigDecimal("123.45678912345678912345678912345678");
BigDecimal b2 = new BigDecimal("7.8923456789123456789123456789998898888");
// System.out.println("和：" + (b1+b2));//错误的，无法直接使用+进行求和
System.out.println("和：" + b1.add(b2));
System.out.println("减：" + b1.subtract(b2));
System.out.println("乘：" + b1.multiply(b2));
System.out.println("除：" + b1.divide(b2,20,RoundingMode.UP));//divide(BigDecimal divisor, int scale, int roundingMode)
System.out.println("除：" + b1.divide(b2,20,RoundingMode.DOWN));//divide(BigDecimal divisor, int scale, int roundingMode)
System.out.println("余：" + b1.remainder(b2));
}
1.3 java.util.Random
用于产生随机数
-
boolean nextBoolean():返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的均匀分布的 boolean 值。
-
void nextBytes(byte[] bytes):生成随机字节并将其置于用户提供的 byte 数组中。
-
double nextDouble():返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、在 0.0 和 1.0 之间均匀分布的 double 值。
-
float nextFloat():返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、在 0.0 和 1.0 之间均匀分布的 float 值。
-
double nextGaussian():返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、呈高斯（“正态”）分布的 double 值，其平均值是 0.0，标准差是 1.0。
-
int nextInt():返回下一个伪随机数，它是此随机数生成器的序列中均匀分布的 int 值。
-
int nextInt(int n):返回一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、在 0（包括）和指定值（不包括）之间均匀分布的 int 值。
-
long nextLong():返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的均匀分布的 long 值。
@Test
public void test03(){
Random r = new Random();
System.out.println("随机整数：" + r.nextInt());
System.out.println("随机小数：" + r.nextDouble());
System.out.println("随机布尔值：" + r.nextBoolean());
}
2.日期时间API
2.1 JDK1.8之前
1、java.util.Date
new Date()：当前系统时间
long getTime()：返回该日期时间对象距离1970-1-1 0.0.0 0毫秒之间的毫秒值
new Date(long 毫秒)：把该毫秒值换算成日期时间对象
@Test
public void test5(){
long time = Long.MAX_VALUE;
Date d = new Date(time);
System.out.println(d);
}
@Test
public void test4(){
long time = 1559807047979L;
Date d = new Date(time);
System.out.println(d);
}
@Test
public void test3(){
Date d = new Date();
long time = d.getTime();
System.out.println(time);//1559807047979
}
@Test
public void test2(){
long time = System.currentTimeMillis();
System.out.println(time);//1559806982971
//当前系统时间距离1970-1-1 0:0:0 0毫秒的时间差，毫秒为单位
}
@Test
public void test1(){
Date d = new Date();
System.out.println(d);
}
2、java.util.TimeZone
通常，使用 getDefault 获取 TimeZone，getDefault 基于程序运行所在的时区创建 TimeZone。
也可以用 getTimeZone 及时区 ID 获取 TimeZone 。例如美国太平洋时区的时区 ID 是 “America/Los_Angeles”。
@Test
public void test8(){
String[] all = TimeZone.getAvailableIDs();
for (int i = 0; i < all.length; i++) {
System.out.println(all[i]);
}
}
@Test
public void test7(){
TimeZone t = TimeZone.getTimeZone("America/Los_Angeles");
}
常见时区ID：
Asia/Shanghai
UTC
America/New_York
3、java.util.Calendar
Calendar 类是一个抽象类，它为特定瞬间与一组诸如 YEAR、MONTH、DAY_OF_MONTH、HOUR 等 日历字段之间的转换提供了一些方法，并为操作日历字段（例如获得下星期的日期）提供了一些方法。瞬间可用毫秒值来表示，它是距历元（即格林威治标准时间 1970 年 1 月 1 日的 00:00:00.000，格里高利历）的偏移量。与其他语言环境敏感类一样，Calendar 提供了一个类方法 getInstance，以获得此类型的一个通用的对象。
（1）getInstance()：得到Calendar的对象
（2）get(常量)
@Test
public void test6(){
Calendar c = Calendar.getInstance();
System.out.println(c);
int year = c.get(Calendar.YEAR);
System.out.println(year);
int month = c.get(Calendar.MONTH)+1;
System.out.println(month);
//...
}
@Test
public void test7(){
TimeZone t = TimeZone.getTimeZone("America/Los_Angeles");
//getInstance(TimeZone zone)
Calendar c = Calendar.getInstance(t);
System.out.println(c);
}
4、java.text.SimpleDateFormat
SimpleDateFormat用于日期时间的格式化。
@Test
public void test10() throws ParseException{
String str = "2019年06月06日 16时03分14秒 545毫秒 星期四 +0800";
SimpleDateFormat sf = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日 HH时mm分ss秒 SSS毫秒 E Z");
Date d = sf.parse(str);
System.out.println(d);
}
@Test
public void test9(){
Date d = new Date();
SimpleDateFormat sf = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日 HH时mm分ss秒 SSS毫秒 E Z");
//把Date日期转成字符串，按照指定的格式转
String str = sf.format(d);
System.out.println(str);
}
2.2 JDK1.8之后
Java1.0中包含了一个Date类，但是它的大多数方法已经在Java 1.1引入Calendar类之后被弃用了。而Calendar并不比Date好多少。它们面临的问题是：
- 可变性：象日期和时间这样的类对象应该是不可变的。Calendar类中可以使用三种方法更改日历字段：set()、add() 和 roll()。
- 偏移性：Date中的年份是从1900开始的，而月份都是从0开始的。
- 格式化：格式化只对Date有用，Calendar则不行。
- 此外，它们也不是线程安全的，不能处理闰秒等。
可以说，对日期和时间的操作一直是Java程序员最痛苦的地方之一。第三次引入的API是成功的，并且java 8中引入的java.time API 已经纠正了过去的缺陷，将来很长一段时间内它都会为我们服务。
Java 8 吸收了 Joda-Time 的精华，以一个新的开始为 Java 创建优秀的 API。
- java.time – 包含值对象的基础包
- java.time.chrono – 提供对不同的日历系统的访问。
- java.time.format – 格式化和解析时间和日期
- java.time.temporal – 包括底层框架和扩展特性
- java.time.zone – 包含时区支持的类
Java 8 吸收了 Joda-Time 的精华，以一个新的开始为 Java 创建优秀的 API。新的 java.time 中包含了所有关于时钟（Clock），本地日期（LocalDate）、本地时间（LocalTime）、本地日期时间（LocalDateTime）、时区（ZonedDateTime）和持续时间（Duration）的类。
1、本地日期时间：LocalDate、LocalTime、LocalDateTime
| 方法 | 描述 |
|---|---|
| now() / now(ZoneId zone) | 静态方法，根据当前时间创建对象/指定时区的对象 |
| of() | 静态方法，根据指定日期/时间创建对象 |
| getDayOfMonth()/getDayOfYear() | 获得月份天数(1-31) /获得年份天数(1-366) |
| getDayOfWeek() | 获得星期几(返回一个 DayOfWeek 枚举值) |
| getMonth() | 获得月份, 返回一个 Month 枚举值 |
| getMonthValue() / getYear() | 获得月份(1-12) /获得年份 |
| getHours()/getMinute()/getSecond() | 获得当前对象对应的小时、分钟、秒 |
| withDayOfMonth()/withDayOfYear()/withMonth()/withYear() | 将月份天数、年份天数、月份、年份修改为指定的值并返回新的对象 |
| with(TemporalAdjuster t) | 将当前日期时间设置为校对器指定的日期时间 |
| plusDays(), plusWeeks(), plusMonths(), plusYears(),plusHours() | 向当前对象添加几天、几周、几个月、几年、几小时 |
| minusMonths() / minusWeeks()/minusDays()/minusYears()/minusHours() | 从当前对象减去几月、几周、几天、几年、几小时 |
| plus(TemporalAmount t)/minus(TemporalAmount t) | 添加或减少一个 Duration 或 Period |
| isBefore()/isAfter() | 比较两个 LocalDate |
| isLeapYear() | 判断是否是闰年（在LocalDate类中声明） |
| format(DateTimeFormatter t) | 格式化本地日期、时间，返回一个字符串 |
| parse(Charsequence text) | 将指定格式的字符串解析为日期、时间 |
@Test
public void test7(){
LocalDate now = LocalDate.now();
LocalDate before = now.minusDays(100);
System.out.println(before);//2019-02-26
}
@Test
public void test06(){
LocalDate lai = LocalDate.of(2019, 5, 13);
LocalDate go = lai.plusDays(160);
System.out.println(go);//2019-10-20
}
@Test
public void test05(){
LocalDate lai = LocalDate.of(2019, 5, 13);
System.out.println(lai.getDayOfYear());
}
@Test
public void test04(){
LocalDate lai = LocalDate.of(2019, 5, 13);
System.out.println(lai);
}
@Test
public void test03(){
LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
System.out.println(now);
}
@Test
public void test02(){
LocalTime now = LocalTime.now();
System.out.println(now);
}
@Test
public void test01(){
LocalDate now = LocalDate.now();
System.out.println(now);
}
2、指定时区日期时间：ZonedDateTime
常见时区ID：
Asia/Shanghai
UTC
America/New_York
import java.time.ZoneId;
import java.time.ZonedDateTime;
public class TestZonedDateTime {
public static void main(String[] args) {
ZonedDateTime t = ZonedDateTime.now();
System.out.println(t);
ZonedDateTime t1 = ZonedDateTime.now(ZoneId.of("America/New_York"));
System.out.println(t1);
}
}
3、持续日期/时间：Period和Duration
Period:用于计算两个“日期”间隔
public static void main(String[] args) {
LocalDate t1 = LocalDate.now();
LocalDate t2 = LocalDate.of(2018, 12, 31);
Period between = Period.between(t1, t2);
System.out.println(between);
System.out.println("相差的年数："+between.getYears());//1年
System.out.println("相差的月数："+between.getMonths());//又7个月
System.out.println("相差的天数："+以上是关于Java全栈JavaSE：17.基础API与常见算法的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章