String 类、static 关键字、Arrays 类、Math 类

第一章 String 类

1.1 String 类概述

概述

java.lang.String 类代表字符串。Java 程序中所有的字符串文字（例如 "abc" ）都可以被看作是实现此类的实
例
类 String 中包括用于检查各个字符串的方法，比如用于比较字符串，搜索字符串，提取子字符串以及创建具有翻
译为大写或小写的所有字符的字符串的副本

特点

1. 字符串不变：字符串的值在创建后不能被更改

String s1 = "abc";
s1 += "d";
System.out.println(s1); // "abcd"
// 内存中有"abc"，"abcd"两个对象，s1从指向"abc"，改变指向，指向了"abcd"。

2. 因为 String 对象是不可变的，所以它们可以被共享。

String s1 = "abc";
String s2 = "abc";
// 内存中只有一个"abc"对象被创建，同时被s1和s2共享。

3. "abc" 等效于 char[] data={ 'a' , 'b' , 'c' } 。

例如：
String str = "abc";
相当于：
char data[] = {'a', 'b', 'c'};  
String str = new String(data);
// String底层是靠字符数组实现的。

1.2 使用步骤

• 查看类

java.lang.String ：此类不需要导入。

• 查看构造方法

public String() ：初始化新创建的 String 对象，以使其表示空字符序列

public String(char[] value) ：通过当前参数中的字符数组来构造新的 String

public String(byte[] bytes) ：通过使用平台的默认字符集解码当前参数中的字节数组来构造新的 String

构造举例，代码如下

// 无参构造
String str = new String（）；
// 通过字符数组构造
char chars[] = {'a', 'b', 'c'};  
String str2 = new String(chars);
// 通过字节数组构造
byte bytes[] = { 97, 98, 99 };  
String str3 = new String(bytes);

1.3 常用方法

判断功能的方法

public boolean equals (Object anObject) ：将此字符串与指定对象进行比较

public boolean equalsIgnoreCase (String anotherString) ：将此字符串与指定对象进行比较，忽略大小
写

方法演示，代码如下：

public class String_Demo01 {
  public static void main(String[] args) {
    // 创建字符串对象
    String s1 = "hello";
    String s2 = "hello";
    String s3 = "HELLO";
    // boolean equals(Object obj):比较字符串的内容是否相同
    System.out.println(s1.equals(s2)); // true
    System.out.println(s1.equals(s3)); // false
    System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
    //boolean equalsIgnoreCase(String str):比较字符串的内容是否相同,忽略大小写
    System.out.println(s1.equalsIgnoreCase(s2)); // true
    System.out.println(s1.equalsIgnoreCase(s3)); // true
    System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
  }
}

Object 是” 对象”的意思，也是一种引用类型。作为参数类型，表示任意对象都可以传递到方法中。

获取功能的方法

• public int length () ：返回此字符串的长度。
• public String concat (String str) ：将指定的字符串连接到该字符串的末尾。
• public char charAt (int index) ：返回指定索引处的 char 值。
• public int indexOf (String str) ：返回指定子字符串第一次出现在该字符串内的索引。
• public String substring (int beginIndex) ：返回一个子字符串，从 beginIndex 开始截取字符串到字符串结尾。
• public String substring (int beginIndex, int endIndex) ：返回一个子字符串，从 beginIndex 到 endIndex 截取字符串。含 beginIndex，不含 endIndex。

方法演示，代码如下：

public class String_Demo02 {
  public static void main(String[] args) {
    //创建字符串对象
    String s = "helloworld";
    // int length():获取字符串的长度，其实也就是字符个数
    System.out.println(s.length());
    System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐");
    // String concat (String str):将将指定的字符串连接到该字符串的末尾.
    String s = "helloworld";
    String s2 = s.concat("**hello itheima");
    System.out.println(s2);// helloworld**hello itheima
    // char charAt(int index):获取指定索引处的字符
    System.out.println(s.charAt(0));
    System.out.println(s.charAt(1));
    System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐");
    // int indexOf(String str):获取str在字符串对象中第一次出现的索引,没有返回‐1
    System.out.println(s.indexOf("l"));
    System.out.println(s.indexOf("owo"));
    System.out.println(s.indexOf("ak"));
    System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐");
    // String substring(int start):从start开始截取字符串到字符串结尾
    System.out.println(s.substring(0));
    System.out.println(s.substring(5));
    System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐");
    // String substring(int start,int end):从start到end截取字符串。含start，不含end。
    System.out.println(s.substring(0, s.length()));
    System.out.println(s.substring(3,8));
  }
}

转换功能的方法

• public char[] toCharArray () ：将此字符串转换为新的字符数组。
• public byte[] getBytes () ：使用平台的默认字符集将该 String 编码转换为新的字节数组。
• public String replace (CharSequence target, CharSequence replacement) ：将与 target 匹配的字符串使用 replacement 字符串替换

方法演示，代码如下：

public class String_Demo03 {
  public static void main(String[] args) {
    //创建字符串对象
    String s = "abcde";
    // char[] toCharArray():把字符串转换为字符数组
    char[] chs = s.toCharArray();
    for(int x = 0; x < chs.length; x++) {
      System.out.println(chs[x]);
    }
    System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
    // byte[] getBytes ():把字符串转换为字节数组
    byte[] bytes = s.getBytes();
    for(int x = 0; x < bytes.length; x++) {
      System.out.println(bytes[x]);
    }
    System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
    // 替换字母it为大写IT
    String str = "itcast itheima";
    String replace = str.replace("it", "IT");
    System.out.println(replace); // ITcast ITheima
    System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
  }
}

CharSequence 是一个接口，也是一种引用类型。作为参数类型，可以把 String 对象传递到方法中。

分割功能的方法

• public String[] split(String regex) ：将此字符串按照给定的 regex（规则）拆分为字符串数组。

方法演示，代码如下：

public class String_Demo03 {
  public static void main(String[] args) {
    //创建字符串对象
    String s = "aa|bb|cc";
    String[] strArray = s.split("|"); // ["aa","bb","cc"]
    for(int x = 0; x < strArray.length; x++) {
      System.out.println(strArray[x]); // aa bb cc
    }
  }
}

1.4 String 类的练习

拼接字符串

定义一个方法，把数组{1,2,3}按照指定个格式拼接成一个字符串。格式参照如下：[word1#word2#word3]。

public class StringTest1 {
  public static void main(String[] args) {
    //定义一个int类型的数组
    int[] arr = {1, 2, 3};
    //调用方法
    String s = arrayToString(arr);
    //输出结果
    System.out.println("s:" + s);
  }
  /*
     * 写方法实现把数组中的元素按照指定的格式拼接成一个字符串
     * 两个明确：
     * 返回值类型：String
     * 参数列表：int[] arr
     */
  public static String arrayToString(int[] arr) {
    // 创建字符串s
      String s = new String("[");
    // 遍历数组，并拼接字符串
    for (int x = 0; x < arr.length; x++) {
      if (x == arr.length ‐ 1) {
        s = s.concat(arr[x] + "]");
      } else {
        s = s.concat(arr[x] + "#");
      }
    }
    return s;
  }
}

统计字符个数

键盘录入一个字符，统计字符串中大小写字母及数字字符个数

public class StringTest2 {
  public static void main(String[] args) {
    //键盘录入一个字符串数据
    Scanner sc = new Scanner(System.in);
    System.out.println("请输入一个字符串数据：");
    String s = sc.nextLine();
    //定义三个统计变量，初始化值都是0
    int bigCount = 0;
    int smallCount = 0;
    int numberCount = 0;
    //遍历字符串，得到每一个字符
    for(int x=0; x<s.length(); x++) {
      char ch = s.charAt(x);
      //拿字符进行判断
      if(ch>='A'&&ch<='Z') {
        bigCount++;
      }else if(ch>='a'&&ch<='z') {
        smallCount++;
      }else if(ch>='0'&&ch<='9') {
        numberCount++;
      }else {
        System.out.println("该字符"+ch+"非法");
      }
    }
    //输出结果
    System.out.println("大写字符："+bigCount+"个");
    System.out.println("小写字符："+smallCount+"个");
    System.out.println("数字字符："+numberCount+"个");
  }
}

第二章 static 关键字

2.1 概述

关于 static 关键字的使用，它可以用来修饰的成员变量和成员方法，被修饰的成员是属于类的，而不是单单是属
于某个对象的。也就是说，既然属于类，就可以不靠创建对象来调用了

当 static 修饰成员变量的时候,表示静态成员变量 或者叫 类变量、类属性

它为该类的公共变量,属于类,被该类的所有实例共享,在类被载入时被显式初始化.

对于该类的所有对象来说,static 成员变量只有一份,被该类的所有对象共享.

static 修饰方法时候,表示静态方法或者叫类方法

在调用 static 声明的静态方法时,不会将对象的引用传递给它,所以 static 方法中不可访问非 static 成员.

注意:

1.静态变量在创建对象之前被初始化,或者说在类被载入之前进行初始化

2.静态变量被所有的对象共享,属于公共变量,对象和类都可以直接调用,但是推荐使用类来调用

3.成员变量放在堆中,而静态变量放在方法区 中的静态区

4.静态变量不能定义在静态方法中

5.静态方法可以在非静态方法中进行调用

6.静态方法中不能直接调用非静态方法

7.静态方法不能以任何方式引用 this 和 super 关键字

8.一般工具类中方法定义为 static

2.2 定义和使用格式

类变量

当 static 修饰成员变量时，该变量称为类变量。该类的每个对象都共享同一个类变量的值。任何对象都可以更改
该类变量的值，但也可以在不创建该类的对象的情况下对类变量进行操作。

• 类变量 ：使用 static 关键字修饰的成员变量

定义格式：

static 数据类型 变量名；

举例：

static int numberID；

比如说新生开学。现在想为每一位新来报到的同学编学号（sid），从第一名同学开始，sid 为 1，以此类推。学号必须是唯一的，连续的，并且与班级的人数相符，这样以便知道，要分配给下一名新同学的学号是多少。这样我们就需要一个变量，与单独的每一个学生对象无关，而是与整个班级同学数量有关。

所以，我们可以这样定义一个静态变量 numberOfStudent，代码如下：

public class Student {
  private String name;
  private int age;
  // 学生的id
  private int sid;
  // 类变量，记录学生数量，分配学号
  public static int numberOfStudent = 0;
  public Student(String name, int age){
    this.name = name;
    this.age = age;
    // 通过 numberOfStudent 给学生分配学号
    this.sid = ++numberOfStudent;
  }
  // 打印属性值
  public void show() {
    System.out.println("Student : name=" + name + ", age=" + age + ", sid=" + sid );
  }
}

public class StuDemo {
  public static void main(String[] args) {
    Student s1 = new Student("张三", 23);
    Student s2 = new Student("李四", 24);
    Student s3 = new Student("王五", 25);
    Student s4 = new Student("赵六", 26);
    s1.show(); // Student : name=张三, age=23, sid=1
    s2.show(); // Student : name=李四, age=24, sid=2
    s3.show(); // Student : name=王五, age=25, sid=3
    s4.show(); // Student : name=赵六, age=26, sid=4
  }
}

静态方法

当 static 修饰成员方法时，该方法称为类方法 。静态方法在声明中有 static ，建议使用类名来调用，而不需要创建类的对象。调用方式非常简单。

• 类方法 ：使用 static 关键字修饰的成员方法，习惯称为静态方法

定义格式

修饰符 static 返回值类型 方法名 (参数列表){
// 执行语句   
}

举例：在 Student 类中定义静态方法

public static void showNum() {
  System.out.println("num:" +  numberOfStudent);
}

• 静态方法调用的注意事项：

静态方法可以直接访问类变量和静态方法。
静态方法 不能直接访问普通成员变量或成员方法。反之，成员方法可以直接访问类变量或静态方法。
静态方法中，不能使用 this 关键字

小贴士：静态方法只能访问静态成员

调用格式

被 static 修饰的成员可以并且建议通过类名直接访问。虽然也可以通过对象名访问静态成员，原因即多个对象均属
于一个类，共享使用同一个静态成员，但是不建议，会出现警告信息。

格式：

// 访问类变量
类名.类变量名；
// 调用静态方法
类名.静态方法名(参数)；

调用演示，代码如下：

  public static void main(String[] args) {   
    // 访问类变量
    System.out.println(Student.numberOfStudent);
    // 调用静态方法
    Student.showNum();
  }
}

2.3 静态原理图解

static 修饰的内容：

• 是随着类的加载而加载的，且只加载一次。
• 存储于一块固定的内存区域（静态区），所以，可以直接被类名调用。
• 它优先于对象存在，所以，可以被所有对象共享

2.4 静态代码块

• 静态代码块 ：定义在成员位置，使用 static 修饰的代码块{ }。
  位置：类中方法外。
  执行：随着类的加载而执行且执行一次，优先于 main 方法和构造方法的执行。

格式：

public class ClassName{
  static {
    // 执行语句
  }
}

作用：给类变量进行初始化赋值。用法演示，代码如下：

public class Game {
  public static int number;
  public static ArrayList<String> list;
  static {
    // 给类变量赋值
    number = 2;
    list = new ArrayList<String>();
    // 添加元素到集合中
    list.add("张三");
    list.add("李四");
  }
}

小贴士：
static 关键字，可以修饰变量、方法和代码块。在使用的过程中，其主要目的还是想在不创建对象的情况下，去调用方法。下面将介绍两个工具类，来体现 static 方法的便利。

第三章 Arrays 类

3.1 概述

java.util.Arrays 此类包含用来操作数组的各种方法，比如排序和搜索等。其所有方法均为静态方法，调用起来
非常简单。

3.2 操作数组的方法

• public static String toString(int[] a) ：返回指定数组内容的字符串表示形式。

public static void main(String[] args) {
  // 定义int 数组
  int[] arr  =  {2,34,35,4,657,8,69,9};
  // 打印数组,输出地址值
  System.out.println(arr); // [I@2ac1fdc4
  // 数组内容转为字符串
  String s = Arrays.toString(arr);
  // 打印字符串,输出内容
  System.out.println(s); // [2, 34, 35, 4, 657, 8, 69, 9]
}

• public static void sort(int[] a) ：对指定的 int 型数组按数字升序进行排序

public static void main(String[] args) {
  // 定义int 数组
  int[] arr  =  {24, 7, 5, 48, 4, 46, 35, 11, 6, 2};
  System.out.println("排序前:"+ Arrays.toString(arr)); // 排序前:[24, 7, 5, 48, 4, 46, 35, 11, 6,
2]
  // 升序排序
  Arrays.sort(arr);
  System.out.println("排序后:"+ Arrays.toString(arr));// 排序后:[2, 4, 5, 6, 7, 11, 24, 35, 46,
48]
}

3.3 练习

请使用 Arrays 相关的 API，将一个随机字符串中的所有字符升序排列，并倒序打印。

public class ArraysTest {
  public static void main(String[] args) {
    // 定义随机的字符串
    String line = "ysKUreaytWTRHsgFdSAoidq";
    // 转换为字符数组
    char[] chars = line.toCharArray();
    // 升序排序
    Arrays.sort(chars);
    // 反向遍历打印
    for (int i =  chars.length‐1; i >= 0 ; i‐‐) {
      System.out.print(chars[i]+" "); // y y t s s r q o i g e d d a W U T S R K H F A
    }
  }
}

第四章 Math 类

4.1 概述

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

4.2 基本运算的方法

• 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

4.3 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");
  }
}