Java常用工具类、包装类

1、工具类的设计

一般地，把那些完成通用功能的方法分类存放到类中，这些类就叫工具类。

工具类起名：XxxUtil、XxxUtils、XxxTool、XxxTools等，其中Xxx表示一类事物，比如ArrayUtil、StringUtil、JdbcUtil。

工具类存放的包起名：util、utils、tool、tools等

 工具类在开发中的应用场景 ：作为工具性质且能高效地重复使用。

工具类如何设计，在开发中有两种设计：

 如果工具方法全部使用public static修饰

         此时只需要使用工具类名调用工具方

         此时必须把工具类的构造器私有化，防止创建工具类的对象来调用静态方

 如果工具方法没有使用static修饰

         此时必须使用工具类的对象去调用工具方法

         此时把必须工具类设计为单例模式的

 一般的出于简单考虑，首选第一种，如JDK中提供的工具java.util.Arrays类。

公共静态方法

比如使用公共静态方法的方式，设计一个数组的工具类。

调用者直接使用 工具类名.工具方法名称 完成调用：

单例模式（掌握）

设计模式（Design pattern）：是一套被反复使用的代码设计经验总结，专门用于解决特定场景的需求。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。

比如使用单例模式的方式，设计一个数组的工具类。

单例设计模式（singleton）：最常用、最简单的设计模式，单例的编写有N种写法。

目的：保证在整个应用中某一个类有且只有一个实例（一个类在堆内存只存在一个对象）。单例设

计模式的好处在于多个模块共享数据和工具方法。

 饿汉式

1. 必须在该类中，自己先创建出一个对象
2. 私有化自身的构造器，防止外界通过构造器创建新的工具类对象
3. 向外暴露一个公共的静态方法用于返回自身的对象

• 单例模式（饿汉式）

创建测试类测试单例设计模式

2.2 懒汉式 (自己完成)

思考：懒汉式和饿汉式单例设计模式的区别？

2.4 枚举法

创建测试类测试单例设计模式

2、包装类

2.1 基本类型的包装类

int包装类IntWrapper既可以表示0，也可以表示null。

所以，在实际开发过程中，我们经常性的会利用封装思维把一些数据作为字段封装到类中，并提供方法对这些数据进行操作。

总结：

 int包装类IntWrapper既可以表示0，也可以表示null。

  IntWrapper 提供了方法用于对封装的value进行进一步的操作

2.2 包装类概述

包装类就是把基本数据类型（byte short int long char boolean）封装到一个类中，提供便利的方法，让开发者更方便的操作基本类型，包装类的出现不是为了取代基本数据类型。

包装类位于 java.lang 包中，基本数据类型和包装类对应关系：

除了Integer和Character外，其他都是讲基本类型的首字母大写。讲课单以Integer举例。

2.3 Integer 

Integer内部封装了一个int类型的基本数据类型value，并提供了方法对int值进行操作，还提供了int值和String之间的转换。

创建Integer对象

开发者使用 JDK 提供的类，总是从构建该类的对象开始。

2.3.2 常用方法

以上通过通过Integer把字符串直接转化成基本数据类型int了，也可以通过Integer把int转化成String

2.4 Auto-Boxing 和 Auto-UnBoxing

2.4.1 装箱和拆箱

装箱：把基本类型数据转成对应的包装类对象。

拆箱：把包装类对象转成对应的基本数据类型。

装箱操作：

方式一： Integer num1 = new Integer(17);

方式二： Integer num2 = Integer.valueOf(17); //建议

拆箱操作：

Integer num3 = Integer.valueOf(17); //装箱操作 int val = num3.intValue(); //拆箱操作

从Java5开始提供了的自动装箱（AutoBoxing）和自动拆箱（AutoUnBoxing）功能：

自动装箱：可把一个基本类型变量直接赋给对应的包装类变量。

自动拆箱：可以把包装类对象直接赋给对应的基本数据类型变量。

自动装箱和拆箱，在底层依然是手动装箱和拆箱。

思考Object obj = 17;代码正确吗？为什么？

2.4.2 缓存设计

从性能上考虑，把常用数据存储到缓存区域，使用时不需要每次都创建新的对象，可以提高性能。

Byte、Short、Integer、Long：缓存范围[-128，127]；Character：缓存范围[0，127]

如果把上述代码中的123换成250，则结果都为false。

3、BigDecimal

float和double都不能表示精确的小数，使用BigDecimal类可以解决该问题，BigDecimal用于处理金钱或任意精度要求高的数据。

• 使用double类型计算 0.01 + 0.09 System.out.println(0.09 + 0.01); // ?

3.1 基本运算

BigDecimal不能直接把赋值和运算操作，只能通过构造器传递数据，而且必须使用字符串类型的构造器，操作BigDecimal主要是加减乘除四个操作。

• 使用BigDecimal类型double类型的构造器： BigDecimal num1 = new BigDecimal(0.09); BigDecimal num2 = new BigDecimal(0.01); System.out.println(num1.add(num2));// ?

• 使用BigDecimal类型String类型的构造器： BigDecimal num3 = new BigDecimal("0.09"); BigDecimal num4 = new BigDecimal("0.01"); System.out.println(num3.add(num4));// ?

结果为

0.09999999999999999687749774324174723005853593349456787109375

0.10

3.2 精度控制 和 除不尽问题

public static void main(String[] args) { BigDecimal num1 = new BigDecimal("10.0"); BigDecimal num2 = new BigDecimal("3.0");

• 保留位数和精度控
• RoundingMode 舍入模式
• RoundingMode.HALF_UP四舍五入(常用)
• RoundingMode.HALF_Down   四舍六入

BigDecimal r1 = num1.multiply(num2).setScale(2,RoundingMode.HALF_UP); System.out.println("r1 = " + r1);

1. 2. 除不尽问题
2. 报错原因: 10.0 / 3.0 除不尽(3.333333333...333...) BigDecimal r2 = num1.divide(num2,3,RoundingMode.HALF_UP); System.out.println("r2 = " + r2);

}

上述代码分别表示乘法和除法按照四舍五入方式保留两位小数。

4 、String

字符串（字符序列），表示把多个字符按照一定得顺序连成的字符序列。

字符串的分类（根据同一个对象，内容能不能改变而区分）：

 不可变的字符串——String：当String对象创建完毕之后，该对象的内容是不能改变的，一旦内容改变就变成了一个新的对象。

可变的字符串——StringBuilder/StringBuffer：当StringBuilder对象创建完毕之后，对象的内容可以发生改变，当内容发生改变的时候，对象保持不变。

4.1 String 本质概述

String 类型表示字符串类，

字符串的本质是char[]，char表示一个字符，char[]表示同一种类型的多个字符。

String str = "ABCD"; 等价于 char[] value = new char[]{'A','B','C','D'};

我们可以认为，String对字符数组的封装，并提供很多便利的方法来操作字符数组。

String对象的创建的两种方式：

1、直接赋一个字面量: String str1 = "ABCD";//直接存储在方法区的常量池中,节约内存

2、通过构造器创建: String str2 = new String("ABCD");

字符串内存图

通过字面量创建的字符串分配在常量池中，所以字面量字符串是常量；它们的值在创建之后不能更改，因为 String 对象是不可变的，所以可以共享

通过new 操作创建的字符串分配在堆区

String类，表示不可变的字符串，当String对象创建完毕之后，该对象的内容是不能改变的，一旦内容改变就变成了一个新的对象，看下面代码。

String对象的 "空" 值

表示引用为空(null)

String str1 = null; //没有初始化，没有分配内存空间.

内容为空字符串

String str2 = ""; // 已经初始化，分配内存空间，不过没有内容

4.3 字符串常用方法

"ABCD" ['A','B','C,'D']

int length() 返回此字符串的字符个数

char charAt(int index) 返回指定索引位置的字符

  int indexOf(String str) 返回指定字符串在此字符串中从左向右第一次出现处的索引位置

boolean equals(Object anObject) 比较内容是否相同

boolean equalsIgnoreCase(String anotherString) 忽略虑大小写，比较内容是否相同 String toUpperCase() 把当前字符串转换为大写 String toLowerCase() 把当前字符串转换为小写

String substring(int beginIndex)：从指定位置开始截取字符串

String substring(int beginIndex, int endIndex)：截取指定区域的字符串

boolean endWith(String suffix)

boolean startWith(String prefix)

replace(char oldChar, char newChar)

需求：判断字符串非空：字符串不为null并且字符内容不能为空字符串("")

判断一个字符串非空：

public static boolean hasLength(String str) {

 return str != null && !"".equals(str.trim());

}