JAVA基本類庫介紹

     咱們曾經講過，Java已經爲編程者編制了許多類，這些類已經通過測試，基本上不存在錯誤，這些類都是咱們編程的基礎。若是不利用這些已存在的類，咱們的 編程工做將變得異常複雜，因此咱們應儘量多的掌握Java基本類庫的內容。這一章和下一章將向讀者介紹Java基本類庫的結構和一些經常使用類以及如何參考 Java技術文檔，讓讀者能進一步提升本身

 

學習重點

● 包的概念

● java.lang中的幾個基本類

● 如何查閱Java技術文檔

● 經常使用工具類

                                             第八章    JAVA基本類庫介紹

 

        8.1 包的概念

 

    包是由.class文件組成的一個集合，.class文件時能夠用Java解釋其解釋執行的文件，它也是由Java源的文件，即.Java文件經編譯而生 成的。Java是一種面向對象的語言，它的特色就是重用，包就是組織和管理.class文件的一種工具，所以，它存在的目的就是幫助咱們實現代碼的重用。 包是一種鬆散的概念，通常狀況下，功能相同或者相關的類組織在一個包中，例如java.io包中的類都與輸入、輸出有關，java.applet包中的類 都與applet程序有關。

8.1.1 構建包

    一個包事實上就是一個文件夾，這個文件夾中存放着.class文件。包像目錄結構同樣能夠由多層結構，而各層之間以「.」來分隔，如 java.io，java.awt，java.awt.color等。因爲Java的類常常須要在互聯網上運行，因此有可能出現同名的類，程序就不知道使 用哪個類了。但若是把類都放在不一樣的包中，而且使包的名字獨一無二，就不會出現混亂情況。

程序中定義包用package這個關鍵詞，它的格式以下：

package 包名：

例如：

package MyJavaProgram;

package cn.com.companyname.myname

這個語句必須放在一個源文件的第一句，而且語句前面無空格。包名通常所有用小寫。咱們知道一個源文件可能有多個類，其中只有一個類是公共類，這些類 經編譯都會產生.class文件，上面的意思是，這個源文件中的類，經編譯產生的.class文件屬於一個包，名爲MyJavaProgram。這就定義 了MyJavaProgram包。通常把要打包的源文件放到包中，而後再包中對源文件進行編譯，就把.class文件放入包中了。固然javac編譯器還 有幾個參數，能夠實現肯定源文件來源和.class文件放置等功能，能夠實現源文件和.class文件不在同一個目錄。下面是各類參數及其解釋。

-g 生成全部debug信息

-g:none 不生成任何debug信息

-g:{lines,vars,source} 只生成部分debug信息

-O 優化

-nowarn 不生成警告

-verbose 輸出編譯器的工做記錄

-deprecation 輸出全部過時API的位置

-classpath<path> 聲明查找用戶類庫的路徑

-sourcepath<path> 聲明查找源文件的路徑

-bootclasspath<path> 覆蓋引導類文件路徑

-extdirs<dirs> 覆蓋安裝擴展路徑

-d<directory> 聲明將生成的.class文件放在何處

-enconding<encoding> 聲明源文件的編碼方式

-traget<release> 未指定版本的虛擬機生成類文件

8.1.2 包的引用

  用import語句就能夠引入所需的公共類，如：

import java.io.*;

   這個語句表示java.io中全部的公共類被引入當前包。系統先根據classpath只是的路徑，而後按照包名找到所需的類，如classpath爲 c:\package\mypakage,而包名爲cn.com.companyname.myname,系統則按照如下路徑去尋找所需的類：c: \package\mypackage\cn\com\companyname\myname,也就是把環境變量和包名相連，造成路徑，而後在這個路徑下 尋找類。對於Java類庫，因爲安裝時已經自動註冊了路徑，因此不須要添加classpath，而使用本身定義的包中的類就必須更改classpath。

還有一種方法使用某個包中的類，就是在程序中寫全它的包名，但很麻煩，而不使用import語句，如：

java.io.FileInputStream in = new java.io.FileInputStream();

若是咱們使用了一個包中的大多數類，但是使用通配符的方式引用包，不然，最好把須要類一一列出來，這樣能夠節省大量系統資源。

                             8.2 Java語言類庫的結構

     Java 2平臺類庫1.3.1版共爲程序員提供了76個包，每一個包都分別負責不一樣的功能，除了java.lang以外，其它包的內容只要通過import語句引 用，就能夠在程序中使用。全部這些類的介紹和使用方法，Java都提供了極其完善的技術文檔，這種機制在極大程度上釋放了程序員，讓他們何以把更多的時間 放在對象的設計上，而不是語法和一些局部算法上。

爲了方便讀者本身使用Java文檔，咱們先把Java提供的這些包介紹一下，讀者能夠根據本身的須要來查閱。其中，包名後面帶」.*」的表示其中包括一系列相關的包。

表8.1 Java提供的包

包名 內容介紹

java.applet 提供了建立applet須要的類，包括幫助applet訪問其內容的通信類

java.awt.* 提供了建立用戶界面以及繪製、管理圖形、圖像的類

java.beans.* 提供開發Java Beans須要的類

java.io 提供了經過數據流、對象序列以及文件系統實現的系統輸入、輸出

java.lang.* Java編程語言的基本類庫

java.math 提供了簡明的整數算術以及十進制算數的基本函數

java.net 提供了用於實現網絡通信應用的全部類

java.rmi.* 提供了與遠程方法調用相關的全部類

java.security.* 提供了設計網絡安全方案須要的類

java.sql 提供了訪問和處理來自於Java標準數據源數據的類

java.text 提供了一些類和接口用於處理文本、日期、數字以及語法獨立於天然語言以外格式的消息

java.util.* 包括集合類、事件處理模式、日期時間工具等各種經常使用工具包

javax.accessibility 定義了用戶界面組件之間相互訪問的一種機制

javax.naming.* 未命名服務提供了一系列類和接口

javax.rmi.* 爲用戶提供了遠程方法調用的應用程序接口

javax.sound.* 提供了MIDI輸入、輸出以及合成須要的類和接口

javax.swing.* 提供了一系列輕量級的用戶界面組件，是目前Java用戶界面經常使用的包

                   8.3 java.lang包中的經常使用類介紹

    這個包是Java語言最基本的包，沒有這個包中的類，咱們的編程很難，它們是編程最基本內容。這個包中的全部類都有系統自動引入，因此程序不用import語句就可使用其中的任何一個類。這個包有4個部分：接口、類、例外和錯誤。

8.3.1 Object類

    Object類是Java程序中全部類的直接或間接父類，也是類庫中全部類的父類，任何一個類都是由Object類派生出來的，它是繼承樹上的根節點。因此它含有的屬性和方法將被全部的類繼承，下面就是Object類的方法，也是全部類都含有的方法：

● protected Object clone()throws CloneNotSupportedException

生成當前對象的一個複製，並返回這個複製的對象，該對象類型爲Object，但全部須要使用該方法的類都必須實現接口cloneable，不然，運行時將拋出CloneNotSupportedException類的例外。

● public final Class getClass()

返回一個當前對象在運行期的Class類對象。

● public int hashCode()

返回一個hash code value,不一樣的對象有不一樣的hash code value.

● public Boolean equals(Object obj)

若是當前對象與形參對象相同則返回true，不然返回false。

● public String toString()

返回一個反映這個對象信息的字符串，一般使對象所屬類。

● public final void notify()

這是關於多線程的方法，這個方法用來喚醒等待對向監視器的多個線程中的一個

● public final void notifyAll()

這個方法是喚醒全部等待監視器的線程

● public final void wait(long timeout)throws InterrupedException

這個方法是讓當前線程放棄對這個對象的同步的聲明，即放棄對這個對象的鎖定，進入等待行列，直到由notify()或notifyAll()方法喚醒，或形參中規定的時間到期，timeout的單位是毫秒。

● public final void wait(long timeout,int nanos)throws InterrupedException

這個方法比上一個多了一個形參，第二個形參的意思是nanoseconds(十億分之一秒)，這個方法的等待時間變爲兩個形參所指示的時間的和，時間控制更精確。

● public final void wait()throws InterrupException

這個方法的含義同wait(0)

● protected void finalize()throws Throwable

這個方法用來把對象從內存中清除，由圾收集器自動調用，編程者能夠重載這個方法，在對象被清除時，顯示某些信息。

8.3.2 Class類

   Class類是很是特殊的，它的對象將伴隨每一個類。當一個類X被編譯後，就有一個特殊的對象（Class對象）產生，它隱藏在X.class文件中，Class對象是由編譯系統自動生成的。

爲了讀者進一步理解類是在什麼時候載入內存的，先來看一個例子：

例8.1 類的載入時機

SweetShop.java的源文件以下：

class Candy{

static{

System.out.println("Loading Candy");

}

}

classGum{

static{

System.out.println("Loading Gum");

}

}

class Cookie{

static{

System.out.println("Loading Cookie");

}

}

public class SweetShop{

public static void main(String[] args){

System.out.println("inside main");

new Candy();

System.out.println("After creating Candy");

try{

Class.forName("Gum");

}catch(ClassNotFoundException e){

e.printStackTrace();

}

System.out.println("After Class.forName(\"Gum\")");

new Cookie();

System.out.println("After creating Cookie");

}

}

這個程序首先定義了3個類，每一個類只有一個靜態初始化器，因爲靜態初始化器是在類載入內存時就被執行，因此可用它來指示類什麼時候被載入內存的。而後在 每一個對象建立以前輸入必定的提示語，，這樣咱們就很清楚的看到每一個類什麼時候加載內存的了。程序中Class.forName(「Gum」);依據的進一步解 釋看下面的部分。程序輸出以下：

inside main

Loading Candy

After creating Candy

Loading Gum

After Class.forName(「Gum」)

Loading Cookie

After creating Cookie

從以上的結果能夠看出，類的加載是在對象建立的時候。

這個特殊的Class對象含有所屬類的全部信息，能夠經過Class類的方法提取這些信息，下面咱們就介紹Class類的一些方法。

● public static Class forName(String className)throws ClassNotFoundException

這個方法是靜態方法，因此用Class直接調用，格式能夠參考上面的例題。這個方法的形參是一個類名，方法的返回值是形參指示的類的Class對象。這個方法的結果是產生一個形參所表示的類的Class對象。如：

class t=Class.forName(「java.lang.Thread」)

● public String getName()

該方法返回Class對象表明的實體（類、接口、數組、基本數據類型等）的名字。例如，(new Object()).getClass().getName()的值是java.lang.Object，固然能夠放到println()語句中輸出。其 中的getClass()用來獲得當前對象的Class對象，同一個類的對象有相同的Class對象。

GetName()返回的字符串中以不一樣的字母及符號表示該實體的信息，「［」表示數組，有幾個「［」表示幾維數組，如下的字母表明不一樣的數據類型，「L」表示類或接口。

再看幾個例子：

(new Object[3]).getClass.getName()的值爲「［Ljava.lang.Object」，它表示當前Class對象對應着一個一維數組，數組元素是java.lang.Object類的對象。

(new int[3][4][5][6][7][8][9]).getClass().getName()的值爲「［［［［［［［I」，它表示當前Class對象對應着一個七維數組，數組元素是int類簡單變量。

● public Class getSuperclass()

這個方法不一樣於Object類的方法getClass()，它返回的是一個數組，這些數組成員是Class對象，這些對象是當前類中的成員爲公共或接口所對應的Class類的實例。

● public ClassLoader getClassLoader()

ClassLoader是一個抽象類，在java.lang包中。任何一個類加載內存，都是經過一個對象來實現的，這個對象就是它衍生類的實例，由於類的定義都是一字節碼文件形式存在，加載一個類就是讀取這些字節碼。

● public Class getComponentType()

返回數組成員的類型，若是當前對象不是數組，返回null。

● public int getModifiers()

返回類或接口的修飾語，例如public,protected,private,final,static和abstract等，但它們用一個 int數表示，例如：public爲0x0001,final爲0x0010，abstract爲0x0400，這些數字以十六進制表示，是Java虛擬 機用來鑑別修飾語用的

● public Class getDeclaringClass()

若是當前對象是另外一個類的成員，則返回那個類的Class對象，不然爲空。

8.3.3 Math類

Math類是一個最終類，類頭定義是：public final class Math extends Object。它包含了經常使用的科學計算方法。這些方法都是靜態方法，能夠經過類名直接調用。下面咱們列出其中經常使用的屬性和方法的定義：

● public static final double E

● public static final double PI

三角函數：

● public static double sin(double a)

● public static double cos(double a)

● public static double tan(double a)

● public static double asin(double a)

● public static double acos(double a)

● public static double atan(double a)

弧度、角度轉換以下：

● public static double toRadians(double angdeg)

● public static double toDegrees(double angrad)

代數函數：

● public static double exp(double a)

● public static double log(double a)

● public static double sqrt(double a)

● public static double ceil(double a)

● public static double floor(double a)

● public static double random()

如下3個方法都有其餘數據類型的重載方法：

● public static int abs(int a)

● public static int max(int a,int b)

● public static int min(int a,int b)

8.3.4 String與StringBuffer類

    Java提供了兩個用於字符串操做的類，一個是常常用到的String,另外一個是StringBuffer。字符串類提供了豐富的字符串操做方法，程序員能夠方便的使用這些經常使用的算法和操做，而不須要本身再重複編寫，這就是面向對象的好處。

1. 爲何要使用兩個類

String類用與處理那些值不會發生改變的字符串，之前程序中的String變量，全都是其取值沒有發生過變化的字符串。而 StringBuffer類則用於那些可能發生變化的字符串的處理。例如，在程序中拼接字符串、從文件中讀取字符串等等。因爲String類對象都是常 量，它的處理效率要比StringBuffer類對象高得多，所以，讀者在編程時儘量使用String類。

下面咱們來看一個簡單的例子，它同時使用了String和StringBukffer，

例8.2 用兩種不一樣的字符串類來逆轉字符串

StringDemo.java測源程序以下：

public class StringDemo{

public static void main(String[] args){

String palindrome="Dot saw I was Tod";

int len=palindrome.length();

StringBuffer dest=new StringBuffer(len);

for(int i=(len-1);i>=0;i--){

dest.append(palindrome.charAt(i));

}

System.out.println(dest.toString());

}

}

在這個程序中，咱們先建立了一個String類對象，並將字符串「Dot saw I was Tod」賦值給它，而後建立了一個和它同樣長的StringBuffer類對象。利用它來進行逆轉處理。這個程序的執行結果頗有趣，實際上和輸入字符串幾 乎是同樣的（除了第一個字母的大寫問題），即：

doT sw I was toD

2. 對象的建立

    通常狀況下，建立一個String都是採用直接給一個String對象賦值的方法，其值用雙引號括起來，如:

String palindrome=」Dot saw I was Tod」;

固然，也能夠象建立其它對象那樣，新建一個String對象出來，Java爲String提供了幾種比較經常使用的構造期。如，使用字符數組或者StringBuffer等，下面是一個使用字符數組建立String對象的例子:

char[] helloArray={‘h’,’e’,’,’l’,’l’,’o’};

String helloString=new String(helloArray);

System.out.println(hellostring);

3. String的經常使用方法

String的經常使用方法以下：

● public int length()

返回字符串長度

● public char charAt(int index)

返回index位置的字符，index從0到length()-1

● public void getChars(int srcBegin,int srcEnd,char[] dst,int dstBegin)

這個方法是把字符串中的字符複製到一個字符數組中

● public Boolean equals(Object anObject)

這是對Object類中同方法的重載

● public int compareTo(String anotherString)

這是實現Serializable接口中的方法，若是實際字符串比形參字符串以字典排序時靠前，返回負數，相反時爲正數。

● public Boolean startsWith(String prefix)

● public Boolean endsWith(String suffix)

上面兩個方法分別判斷字符串是否以形參字符開始或結束。

● public int indexOf(int ch)

該方法返回字符串中第一個出現形參所指示的字符的位置，若是沒有該字符，返回-1。

● public int indexOf(int ch,fromIndex)

從fromIndex開始查找，返回第一個是ch字符的位置，或者返回-1。

● public int lastIndexOf(int ch)

返回字符串中最後一個ch字符的位置或-1。

● public String Substring(int beginIndex)

返回從當前字符串中的beginIndex開始造成的新字符串。

● public String substring(int beginIndex,int endIndex)

返回從當前字符串截取的新字符串，beginIndex是開始位，endIndex是結束位減1。

● public string concat(String str)

把形參字符串鏈接到當前字符串後，字符串的加法運算就是這個方法。

● public String replace(char oldChar,char newChar)

把字符串中全部相同的某個字符換成另外一個。

4. StringBuffer的經常使用方法

   因爲StringBuffer類是可變字符串，全部它的操做主要集中在對字符串的更改上，所以先介紹它的append()和insert()方法，這兩個方法都有多個重載方法，以實現不一樣的操做。

● public StringBuffer append(String str)

從方法名就能夠知道這是一個擴充字符串的方法，它的功能是把形參字符串加到當前字符串以後，造成一個新的可變字符串。例如：

StringBuffer new StringBuffer();

s.append(「start」);

s.append(「le」);

以上幾個語句的結果是獲得一個含有「startle」的可變字符串。

● public StringBuffer insert(int offset,String str)

這個方法是在當前字符串中插入形參字符串，造成一個新的可變字符串。其中形參offset是偏移量，它指示在何處插入，0<=offset<=length().

下面介紹該類的其它一些經常使用方法：

● public StringBuffer delete(int start,int end)

刪除start（含）到end(不含)之間的字符。

● public StringBuffer deleteCharAt(int index)

刪除指定位置的字符。

● public StringBuffer replace(int start,int end,String str)

從start(含)到end(不含)之間的字符串以str代替。

● public void setCharAt(int index,char ch)

改變指定位置的字符

● public StringBuffer reverse()

使字符串逆轉

● public int length()

返回字符個數

● public int capacity()

返回容量，一般會大於等於length()

● public void setLength(int newlength)

改變字符個數，若是newLength大於原個數，則新添的字符都爲空（「」）。相反，字符串中最好幾個字符將被刪除。形參newLength不能爲負數。

● public String substring(int start,int end)

提取子字符串，返回的是String類對象。

● public String toString()

把可變字符串中內容變成String類對象。事實上在用println打印可變字符串內容時，就自動調用了該方法。

在String類和StringBuffer類中，有一點值得注意，許多方法中用到的形參是用來指示字符串中的位置，假設這個形參爲int index，那麼，字符串的第一個字符的index值爲0，第二個字符爲1，依此類推。

8.3.5 System類

    系統類是一個獨特的類，它是一個final類，全部的方法都是用類變量調用的，換句話說，沒有人能夠實例話一個System類。System類主要提供了標準輸入、輸出以及一些系統環境信息。

1. 標準輸入、輸出

● public static final InputStream in——標準輸入

這個屬性是InputSream類的一個對象，關於InputStream類和下面的PrintStream類咱們在java.io包中一併介紹， 這些類都是關於輸入、輸出方面的，他們都有各自的屬性和方法，咱們用過的read()就是InputStream類的方法，println()和 print()就是PrintStream類的方法。

● public static final PrintStream out——標準輸出

● public static final PrintStream err——標準錯誤輸出

這些輸入、輸出屬性能夠根據其所使用的參數來自動的轉換輸出格式，下面的例子利用標準輸出打印了幾種常見數據類型的數據，它們使用的是println方法，但系統能夠根據不一樣類型以不一樣的方式打印這些數據的值。

例8.3 用標準輸出打印各類類型的對象

DataTypePrintTest.java的源程序以下：

public class DataTypePrintTest{

public static void main(String[] args){

Thread objectData=new Thread();

String stringData="Java Mania";

char[] charArrayData={'a','b','c'};

int integerData=4;

long longData=Long.MIN_VALUE;

float floatDAta=Float.MAX_VALUE;

double doubleData=Math.PI;

boolean booleanData=true;

System.out.println(objectData);

System.out.println(stringData);

System.out.println(charArrayData);

System.out.println(integerData);

System.out.println(longData);

System.out.println(floatData);

System.out.println(doubleData);

System.out.println(booleanData);

}

}

其輸出結果爲：

Thread[Thread-0,5,main]

Java Mania

abc

4

-9223372036854775808

3.4028235E38

3.141592653589793

true

咱們注意到，打印一個String類型變量，系統的動做就是打印出它的內容，而打印一個Thread型變量，則系統打印它的格式爲：

類名［名稱，優先級，組］

2.系統環境信息

System類提供了一個方法用來返回系統環境信息:

Public static Properties getProperties(argument);

Java虛擬機維護了一系列系統環境信息，它們都是以「鍵名／值」對的形式出現的，一旦Java虛擬機啓動以後，系統就自動將這些變量初始化，其中包含了與運行環境相關的不少信息。

另外，System類提供的與系統環境信息相關的方法還有：

● public static String setProperty(String key,String value);

設置系統變量的值，key爲鍵名，value爲鍵值。

● public static Properties getPorperties();

返回全部的系統環境環境。

下面看一個例子，假設有一文本文件，叫myProperties.txt，其中只有一行：

subliminal.message=Buy Java Now!

咱們利用這個文件來設置變量，它的名字叫作subliminal，其取值就是文本文件中存貯的內容。

3.其它有用方法

System類有許多方法，用這些方法能夠管理Java虛擬機的運行和得到虛擬機的運行信息，下面是該類的幾個方法，它們能夠反映System類的一些功能。

● public static long currentimeMillis()

返回系統時間，單位毫秒。

● public static void exit(int status)

在用戶的程序還未執行完以前，強制關閉Java虛擬機，並把狀態信息status傳遞給操做系統，status非零時，表示非正常退出

● public static void ge()

運行垃圾收集器

以上的內容可讓咱們對System類的內容有必定的瞭解，這個類中的屬性和方法都與系統有關，並且這個類的許多方法借用了其它類的方法。

8.3.6 數據類型類

每一類簡單數據類型都對應着一個數據類型類，例如，int對應着Integer類，double對應着Double類，這些類能把一個簡單數據封裝 成一個類。某些場合必須使用這種數據類型類，如後面的集合類，它的成員必須是類，而不能是簡單的變量。並且使用這些類能完成簡單變量不能完成的工做，如將 一個數字字符串轉化成一個整數等。下面咱們就以Integer類來講明這些類的某些方法。

●MAX_VALUE和MIN_VALUE規定了int類型量的最大值和最小值。

●構造函數：public Integer(int value)和public Integer(String s)分別把數字和數字字符串封裝成Integer類。

● 下面幾個方法是把當前數據類型類的對象所對應的int量轉化成某種基本數據類型值：

public int intValue()

public long longValue()

public double doubleValue()

● 下面是數字字符串和數字之間的轉換：

public String toString()

public static int parseInt(String s)

● public static static Integer valueOf(String s)方法把s轉化成Integer類對象。

                   8.4 關於Java的技術文檔

     上面的內容是咱們對包中的內容有了必定的瞭解，這一節研究JavaDOC中的類庫。

在下載完j2sdk-1_3_1-doc後，找到它下面的docs文件夾，打開index文件（HTML文件），找到 API&Language Documentation下的Java2 Platfrom API Specificaion，而後選擇須要的那個包，進而查看類、接口等內容。或者直接進入docs文件夾下的api文件夾，打開index(HTML文 件)，也能夠進入選擇包的界面。

選擇一個包後，能夠看到包的名稱以及簡單描述，而後是包中的內容，分爲interface summary,class summary,exception summary和error summary等，若是想看包中各種的繼承結構，能夠選擇最上面的菜單中的tree，就能夠了解包中的整體結構。當選擇一個類進入後，能夠看到以下的內容 （Double類的說明）：

java.lang //包名

Class.Double //類名

Java.lang.Object //繼承結構：java.lang包中的Double類的直接父類

| //是java.lang中的Number類

+--java.lang.Number //Number類的父類是java.lang中的Object類

|

+--java.lang.Double

All Implemented Interfaces: //這個類實現的接口

Comparable,Serializable

而後就是屬性、方法、構造函數的概述表（summary），最後是屬性、方法、構造函數的詳細說明。