JDK學習基礎入門(一)

Java API 簡介

Java 的核心 API 是非常龐大的，這給開發者來說帶來了很大的方便。所謂的 API 就是一些已經寫好、可直接呼叫的類庫。Java 裡有非常龐大的 API，其中有一些類庫是我們必須得掌握的，只有熟練掌握了 Java 一些核心的 API，我們才能更好的使用 Java。

我們都知道 java 是一門物件導向的語言，類將方法和屬性封裝起來，這樣就可以建立和處理相同方法和屬性的物件了。但是 java 中的基本資料型別卻不是物件導向的，不能定義基本型別的物件。那如果我們想像處理物件的方式處理基本型別的資料，呼叫一些方法怎麼辦呢？

其實 java 為每個基本型別都提供了包裝類：

原始資料型別 包裝類
byte（位元組） Byte
char（字元） Character
int（整型） Integer
long （長整型） Long
float（浮點型） Float
double （雙精度） Double
boolean （布林） Boolean
short（短整型） Short
在這八個類名中，除了 Integer 和 Character 類以後，其它六個類的類名和基本資料型別一致，只是類名的第一個字母大寫。

Integer 類

java.lang 包中的 Integer 類、Long 類和 Short 類都是 Number 的子類，他們的區別在於不同子類裡面封裝著不同的資料型別，比如 Integer 類包裝了一個基本型別 int。其包含的方法基本相同。

Integer 構造方法有兩種：

Integer(int value)，以 int 型變數作為引數建立 Integer 物件。例如Integer a = new Integer(10);。
Integer(String s)，以 String 型變數作為引數建立 Integer 物件，例如Integer a = new Integer(“10”)。

Character 類

Character 類在物件中包裝一個基本型別 char 的值。

Character 型別的物件包含型別為 char 的單個欄位。

Boolean 類

Boolean 類將基本型別為 boolean 的值包裝在一個物件中。一個 Boolean 型別的物件只包含一個型別為 boolean 的欄位。

Boolean 類的構造方法也有兩個：

Boolean(boolean value)，建立一個表示 value 引數的 Boolean 物件，如 Boolean b = new Boolean(true)。

Boolean(String s)，如果 String 引數不為 null 且在忽略大小寫時等於 “true”, 建立一個表示 true 值的 Boolean 物件，如 Boolean b = new Boolean(“ok”)，為 false。

我們經常使用 String 類來定義一個字串。字串是常量，它們的值在建立之後不能更改。字串緩衝區支援可變的字串。

String 物件的初始化格式有如下兩種：·

String s0 = "abc";

String s1 = new String("abd");

字串連線

字串連線有兩種方法：

使用+，比如 String s = "Hello " + “World!”。
使用 String 類的 concat() 方法。

String 類的字串建立後是不能夠改變的

String 的不變性的機制 顯然會在 String 常量內有大量的冗餘。比如我建立一個迴圈，使字元’1’依次連線到’n’，那麼系統就得建立 n+(n-1) 個 String 物件。那有沒有可變的 String 類呢？

StringBuffer 類是可變的。它是 String 的對等類，它可以增加和編寫字元的可變序列，並且能夠將字元插入到字串中間或附加到字串末尾，當然是不用建立其他物件的，這裡建議大家去看一看 String 類與 StringBuffer 類的區別，理解一下他們在記憶體中的儲存情況。

Math 類的簡單使用

我們在程式設計的過程中，經常對一些數字進行數學操作，比如我們想要求絕對值或餘弦什麼的。那這些方法是否需要我們自己實現嗎？其實是 java.lang 裡的 Math 類。Math 類包含用於執行基本數學運算的方法，如初等指數、對數、平方根和三角函式

java.lang 類 Class

Class 類的例項表示正在執行的 Java 應用程式中的類或介面。在 Java 中，每個 Class 都有一個相應的 Class 物件，即每一個類，在生成的 .class 檔案中，就會產生一個 Class 物件，用於表示這個類的型別資訊。我們獲取 Class 例項有三種方法：

一 利用物件呼叫 getClass() 方法獲取該物件的 Class 例項

二 使用 Class 類的靜態方法 forName(String className)，用類的名字獲取一個 Class 例項

三運用.class的方式來獲取 Class 例項，對於基本資料型別的封裝類，還可以採用.TYPE來獲取相對應的基本資料型別的 Class 例項

class 類沒有共有的構造方法，它由 JVM 自動呼叫

java.lang 類 Object

Object 類是所有類的父類，所有物件（包括陣列）都實現這個類的方法。所以在預設的情況下，我們定義的類擴充套件自 Object 類，那我們當然可以呼叫和重寫 Object 類裡的所有方法了。

java.util 和 java.time 包介紹

java.util 包提供了一些實用的方法和資料結構。比如日期類 Date，日曆類 Calendar 以及隨機數類 Random，同時包裡還提供了 collection 框架，像堆疊 Stack、向量 Vector、位集合 Bitset 以及雜湊表 Hashtable 等表示資料結構的類。而 java.time 包是 java8 新提供的包，裡面對時間和日期提供了新的 api，彌補了 java.util 包對日期和時間操作的不足。

Date 類

Date 類表示日期和時間，裡面封裝了操作日期和時間的方法。Date 類經常用來獲取系統當前時間。

但是 Date 類的很多方法自 JDK 1.1 開始就已經過時了。

Random 類

Java 實用工具類庫中的類 java.util.Random 提供了產生各種型別隨機數的方法。它可以產生 int、long、float、double 以及 Gaussian 等型別的隨機數。這也是它與 java.lang.Math 中的方法 Random() 最大的不同之處，後者只產生 double 型的隨機數。

集合框架的介紹

我們在超市買東西的時候，如果沒有購物車是不是會很麻煩呢？Java 中集合類是一種工具類，就是像購物車一樣的容器，儲存任意數量的具有共同屬性的物件。

我們為什麼要用集合呢？一個類的內部有許多相同型別的屬性，並且他們的作用與意義是一樣的，我們最好用一個類似容器的東西去盛放他們，在類的內部就變得井然有序。所以集合便是在類的內部，發揮對資料進行組織的作用。這樣我們便可以簡單而快速地搜尋大量的條目。有的集合介面，提供了一系列排列有序的元素，並且可以在序列中快速地插入或者刪除有關元素。還有一些集合介面，提供了對映關係，可以通過關鍵字（key）去快速查詢到對應的唯一物件，而這個關鍵字可以是任意型別。

集合框架是為表示和操作集合而規定的一種統一的標準的體系結構。任何集合框架都包含三大內容：對外的介面、介面的實現和對集合運算的演算法。

下圖是簡化的集合框架關係圖：

Collection 介面

因為集合框架中的很多類功能是相似的，所以我們用介面來規範類。Collection 介面是 java 集合框架裡的一個根介面。它也是 List、Set 和 Queue 介面的父介面。Collection 介面中定義了可用於操作 List、Set 和 Queue 的方法——增刪改查。

Map 介面

Map 介面也是一個非常重要的集合介面，用於儲存鍵/值對。Map 中的元素都是成對出現的，鍵值對就像陣列的索引與陣列的內容的關係一樣，將一個鍵對映到一個值的物件。一個對映不能包含重複的鍵；每個鍵最多隻能對映到一個值。我們可以通過鍵去找到相應的值。

value 可以儲存任意型別的物件，我們可以根據 key 鍵快速查詢 value。Map 中的鍵/值對以 Entry 型別的物件例項形式存在。

List 介面與 ArrayList 類

List 是一個介面，不能例項化，需要一個具體類來實現例項化。List 集合中的物件按照一定的順序排放，裡面的內容可以重複。List 介面實現的類有：ArrayList（實現動態陣列），Vector（實現動態陣列），LinkedList（實現連結串列），Stack（實現堆疊）。

ArrayList 類實現一個可增長的動態陣列，它可以儲存不同型別的物件，而陣列則只能存放特定資料型別的值。

List 有兩種基本的型別，除了 ArrayList 外，還有 LinkedList，LinkedList 類用於建立連結串列資料結構，兩者的對比如下：

ArrayList：它擅長於隨機訪問元素，但是插入和移除元素時較慢。

LinkedList：它通過代價較低的在 List 中進行插入和刪除操作，提供了優化的順序訪問，它在隨機訪問方面相對較慢，但是它的特性集較 ArrayList 更大。

Set 介面和 HashSet 類

Set 介面也是 Collection 介面的子介面，它有一個很重要也是很常用的實現類——HashSet，Set 是元素無序並且不包含重複元素的 collection（List 可以重複），被稱為集。

HashSet 由雜湊表（實際上是一個 HashMap 例項）支援。它不保證 set 的迭代順序；特別是它不保證該順序恆久不變。

HashMap 類

HashMap 是基於雜湊表的 Map 介面的一個重要實現類。HashMap 中的 Entry 物件是無序排列的，Key 值和 value 值都可以為 null，但是一個 HashMap 只能有一個 key 值為 null 的對映（key 值不可重複）。