JAVA语言与编程第7章工具类和算法.ppt

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1、第7章 工具类,7.1 Java类库结构,Java类库是系统提供的已实现的标准类的集合，是Java编程的API，它可以帮助开发者方便,快捷地开发Java程序.Java类库中的类和接口基本上都封装在包中，每个包负责不同的功能，除了Java.lang包不需要引入外，其他包中的内容都需要经过import语句引入之后，才可以在程序中使用这些包中的类或接口。所有这些类的介绍和使用方法Java都提供了完善的技术文档。,7.2 java.lang包中的常用类介绍,java.lang包是java语言中最基本的包，包中的类是java类库中最低级的类。Java系统自动隐含地将这个包引入用户程序，这个包中有类，接口

2、和异常，下面是关于这个包中几个常用类的介绍：7.2.1 Object类 Object类是java程序中所有类的直接或间接父类，也是类库中所有类的父类，任何一个类都是由Object类派生出来的，它是继承树上的根结点，以下是Object类中的几个方法：public boolean equals(Object obj)用来比较两个对象是否相同，相同则返回true，否则返回false。注：所有类对象之间比较值是否相同时必须使用equals方法。例EqualsTest.javapublic String toString（）用来返回当前对象本身的信息，按字符串的形式返回。在许多情况下，我们需要把一个对象

3、打印输出到一个输出流，需要一个方法来返回对象本身的信息。toString方法正是满足这个要求，若我们在自定义的类中直接调用toString方法，只能返回对象的类名和其散列码，若想返回更多信息，则要在自定义的类中重载toString方法。,7.2 java.lang包中的常用类介绍,7.2.2 Math类 Math类是一个最终类，public final class Math extends Object,它包含了常用的科学计算方法，如开方，指数运算，对数，三角函数等，可通过类名直接调用，以下是常用的属性和方法的定义：public static final double E 常数epublic

4、static final double PI 常数 三角函数：public static double sin(double)public static double cos(double)public static double tan(double)public static double asin(double)public static double acos(double)public static double atan(double)弧度，角度转换函数：public static double toRadians(double)public static double toDeg

5、rees(double),7.2 java.lang包中的常用类介绍,代数函数：public static double exp(double)以e为底的指数函数 public static double log(double)自然对数函数（对e求对数）public static double sqrt(double)计算平方根 public static double floor(double)返回与小于等于参数的最大 整数相等的double型数 public static double ceil(double)返回与大于等于参数的最小 整数相等的double型数 public static

6、 double random(double)返回一个在0.01.0之间的 double型随机数 例：RandomGenerator.java 另外三个方法：public static int abs(int)public static int max(int,int)public static int min(int,int),7.2 java.lang包中的常用类介绍,7.2.3 字符串类 字符串是一个或多个文本字符在内存中的连续排列。java中有两个类表示字符串:String类和StringBuffer类。String类适用于字符串常量，即一经创建就不能再修改的字符串。StringBuff

7、er适用于字符串变量。注:使用String类，可以做查找，比较，连接等操作，但不能在串中插入字符或修改字符串的长度。使用StringBuffer类，可以进行添加，插入，修改的操作。1.String类（1）String对象的创建 String对象可以隐式地创建，也可以显式地创建。隐式创建，例：g.drawString(“This is a String”,50,50);显式创建，例：String str=new String(“This is a String”);,7.2 java.lang包中的常用类介绍,String类的构造函数：public String()构造空字符串 public S

8、tring(String chars)构造来自另一个String对象的字符串 public String(char chars)构造来自字符数组的字符串 public String(char chars,int offset,int count)指定一个字符数组的子范围来初始化，offset指定子范围的开始点，count指定使用的字符数目(2)字符串类的常用方法 构造了String对象后,就可以调用String类的方法来获得关于该字符串的信息.public int length()返回字符串中字符的个数 例:String str=“Hello”;System.out.println(str.l

9、ength();public char charAt(int index)返回index位置的字符public void getChars(int srcBeginIndex,int srcEndIndex,char dst,int dstBeginIndex)将字符串中的字符复制到字符数组中,7.2 java.lang包中的常用类介绍,public boolean equals(Object obj)将当前字符串与形参列表中字符串比较String类还提供了一个类似的方法public boolean equalsIgnoreCase(String str)public int compareT

10、o(String str)按字母顺序比较当前字符串与参数字符串.类似方法:public int compareToIgnoreCase(String str)public boolean startsWith(String prefix)判断字符串前缀是否为参数字符串例:String str=“This is a string!”;boolean result=str.startsWith(“This”);startsWith方法的另外一种形式,在字符串指定位置开始判断是否为指定字符子串:public boolean startsWith(String str,int offset)例:“He

11、llo,world!”.startsWith(“world”,6)将返回truepublic boolean endsWith(String suffix)判断当前字符串后缀是否为参数字符串,7.2 java.lang包中的常用类介绍,public int indexOf(char ch)查找ch出现的第一个位置,若不存在,则返回-1类似方法:public int indexOf(char ch,int fromIndex)从fromIndex开始找public int indexOf(String str)查找参数指定的子串出现的第一个位置类似方法:public int indexOf(St

12、ring str,int fromIndex)public int lastIndexOf(char ch)返回ch在字符串中出现的最后一个位置类似方法:public int lastIndexOf(char ch,fromIndex);public int lastIndexOf(String str)在字符串中查找子串出现的最后一个位置类似方法:public int lastIndexOf(String str,int fromIndex)public String substring(int beginIndex)返回从beginIndex位置开始的新字符串例:“How are you?

13、”.substring(8);“Uneasy”.substring(2);“good”.substring(5);,7.2 java.lang包中的常用类介绍,public String substring(int beginIndex,int endIndex)从当前字符串中截取新字符串,beginIndex 开始位置,endIndex 结束位置的下一位.若当前字符串是str,则方法substring(beginIndex,str.length()等同于方法substring(beginIndex)例:“uneasy”.substring(2,6);“uneasy”.substring(2)

14、;public String concat(String str)把参数字符串连接到当前字符串的尾端例:”hello,”.concat(“world!”);public String replace(char oldChar,char newChar)把字符串中所有oldChar换成newChar例:String str1=“This is a string!”;String str2=str1.replace(i,x);str2的值为”Thxs xs a strxng!”public String trim()有时字符串的前面或后面有空格,trim()方法可以将这些空格去掉例:String

15、str1=“This is a string!“String str2=str1.trim();str2的值为”This is a string!”,7.2 java.lang包中的常用类介绍,public String toLowerCase()将当前字符串中所有大写字母转换为小写字母相关方法:public String toUpperCase()public char CharArray()把字符串转换为字符数组public static String valueOf(long l)这个方法有多个重载的方法,形参类型可以是其他的基本数据类型,它的功能是将基本数据类型的值转换成字符串返回.在

16、使用System.out中的方法println输出基本数据类型的数据时,系统会自动调用这个方法进行数据类型的转换,把数值变成字符串输出.public String split(String regex)将一个字符串按照指定分隔符分隔，将分隔后得到的字符串数组返回给方法例:StringCompare.java 字符串的比较 StringReverse.java StringSplit.java,7.2 java.lang包中的常用类介绍,2.2 StringBuffer类 StringBuffer类处理字符串变量,使用StringBuffer类可以改变一个字符串的值和长度,可以方便的在字符串里添

17、加字符或替换字符串里的子串.1.StringBuffer类的构造函数StringBuffer();只建立一个空串缓冲区StringBuffer(int length);建立一个长度为length的空串缓冲区StringBuffer(String str);初始化缓冲区的内容,为给定串再加上16个 字符的空间2.StringBuffer类常用的方法public StringBuffer append(String str)将str加到当前字符串对象的尾端例:StringBuffer bufferStr=new StringBuffer();bufferStr.append(“Hello,”);b

18、ufferStr.append(“world!”);,7.2 java.lang包中的常用类介绍,append()函数存在多个重载:StringBuffer append(boolean b);StringBuffer append(char c);StringBuffer append(char str);StringBuffer append(char str,int offset,int len);StringBuffer append(double d);StringBuffer append(float f);StringBuffer append(int i);StringBuff

19、er append(long l);StringBuffer append(Object obj);StringBuffer append(StringBuffer s);public StringBuffer insert(int offset,String str)在当前对象插入参数指定的字符串例:StringBuffer str=new StringBuffer(“This is a buffered string!”);str.insert(str.length(),”We are testing.”);str.insert(0,”Hello,BufferString.”);,inse

20、rt()函数也存在多个重载:StringBuffer insert(int offset,boolean b);StringBuffer insert(int offset,char c);StringBuffer insert(int offset,char str);StringBuffer insert(int offset,double b);StringBuffer insert(int offset,int b);StringBuffer insert(int offset,float b);StringBuffer insert(int offset,long b);String

21、Buffer insert(int offset,Object obj);StringBuffer insert(int index,char str,int offset,int len);public StringBuffer delete(int start,int end)删除当前字符串对象中start到end之间的子串,子串中包含start位置的字符,但不包含end位置的字符,7.2 java.lang包中的常用类介绍,public StringBuffer deleteCharAt(int index)删除当前字符串对象中指定位置的字符public StringBuffer rep

22、lace(int start,int end,String str)将当前字符串中start与end之间的子串用str替换,被替换的子串包含start位置的字符,不包含end位置的字符public StringBuffer setCharAt(int index,char ch)public StringBuffer reverse()将当前字符串中的字符序列逆转public int length()public int capacity()public void setLength(int newLength)改变当前字符串对象的长度例:StringBuffer str=new String

23、Buffer(“This is a buffered string!”);str.setLength(26);str.setLength(30);str.setLength(18);“string!”被删掉,7.2 java.lang包中的常用类介绍,public String substring(int start,int end)提取当前字符串对象中的子字符串public String toString()把可变字符串中的内容变成String类对象.实际上,在使用()打印字符串变量时,系统就自动调用了该方法例:StringBufferChars.java,7.2 java.lang包中的常

24、用类介绍,7.2.4 System类 System类是一个功能强大,非常有用的类,它提供了标准输入/输出,显示运行时的重要信息等重要工具.System类是一个final类,不能被继承.其构造函数的访问权限为private,因此它不能被实例化.System类的所有属性和方法都是static的,可用类名直接访问.1.标准输入输出public static final InputStream in标准输入public static final PrintStream out标准输出public static final PrintStream err标准错误输出 out和err都是PrintStre

25、am类的对象,可以通过print(),println()或write()方法方便地完成对各种数据类型的输出.in为InputStream类的对象,可以通过read()方法读取字节数据,7.2 java.lang包中的常用类介绍,read()方法有三种格式:public abstract int read()读取一个字节返回给方法public int read(byte b)读取若干字节放入数组b中,返回个数public int read(byte b,int offset,int count)write()方法的格式:void write(byte i)void write(byte b,in

26、t offset,int length)例：ReadTest.java,7.2 java.lang包中的常用类介绍,7.2.5 基本数据类型包装类每一个基本数据类型都对应一个数据类型类,数据类型类将基本数据类型的数据包装起来，并为其提供属性和方法,且其属性一般是静态属性.而方法一般用来操作它所对应的基本数据类型.以java.lang.Integer为例：其构造函数为：Integer(int value)Integer(String s),常用属性和方法：public static final int MAX_VALUE;最大int型数，231-1 public static final int

27、 MIN_VALUE;最小int型数，-231 public long longValue()返回封装数据的long型值 public double doubleValue()public int intValue()public static int parseInt(String s)throws NumberFomatException public static Integer valueOf(String s)throws NumberFomatException例：BasicDemo.java,作业:,1.编写一个程序，输出在一个字符串中，指定字符串出现的次数。答案：StringI

28、n.java2.编写一个方法，返回一个double型二维数组，数组中的元素通过解析字符串参数获得，如字符串参数“1，2；3，4，5；6，7，8”对应的数组为：d0,0=1.0 d0,1=2.0 d1,0=3.0 d1,1=4.0 d1,2=5.0 d2,0=6.0 d2,1=7.0 d2,2=8.0 答案：TestString.java,7.3 容器,7.3.1容器的概念阅读如下程序：public class Employee private String name,IDcard;public Employee(String name,String IDcard)this.name=name;

29、this.IDcard=IDcard;public String getName()return name;public String getIDcard()return IDcard;public String toString()return name+”t”+IDcard;public class Test public static void main(String args)Employee e1=new Employee(“Kitty”,”123”);Employee e2=new Employee(“Puppy”,”456”);Employee e3=new Employee(“

30、Teddy”,”789”);.,容器：用于存放对象的一系列类的实例,用于实现容器的类都位于java.util包中 容器API的类图结构如下：,没有顺序不可以重复,有顺序可以重复,存储“键-值”对,7.3.2 Collection接口Collection接口中定义的方法 int size();boolean isEmpty();void clear();boolean contains(Object element);boolean add(Object element);boolean remove(Object element);Iterator iterator();boolean con

31、tainsAll(Collection c);boolean addAll(Collection c);boolean removeAll(Collection c);boolean retainAll(Collection c);保留当前容器中与参数容器共有的元素 Object toArray();,Collection方法举例：import java.util.*;public class CollectionDemo1public static void main(String args)Collection c=new ArrayList();c.add(Hello);c.add(ne

32、w Integer(3);c.add(new Employee(Kitty,123);System.out.println(c.size();System.out.println(c);,Collection方法举例：public class CollectionDemo2public static void main(String args)Collection c=new HashSet();c.add(Hello);c.add(new Integer(3);c.add(new Employee(Kitty,123);c.remove(Hello);c.remove(new Integer

33、(3);(c.remove(new Employee(Kitty,123);System.out.println(c);输出结果：false Kitty 123,Collection方法举例容器类对象在调用remove,contains等方法时需要比较对象是否相等，此时会用到equals方法和hashCode方法；自定义的类需要重写equals方法和hashCode方法,以判断自定义类的对象是否相等 注意：相等的对象应具有相等的hashcode增加Employee类的equals和hashCode方法如下：public boolean equals(Object obj)if(obj inst

34、anceof Employee)Employee e=(Employee)obj;return this.name.equals(e.name),7.3.3 Iterator接口所有实现了Collection接口的容器类都有一个iterator方法，用于返回一个实现了Iterator接口的对象Iterator对象能够方便地对容器内的元素进行遍历操作Iterator接口中定义的方法：boolean hasNext();/判断游标右侧是否有元素 Object next();/返回游标右侧的元素并将游标后移一个位置 void remove();/删除游标左侧的元素，在执行完next操作之后，此 方法

35、只能执行一次,Iterator方法举例public class IteratorDemo1public static void main(String args)Collection c=new HashSet();c.add(new Employee(Kitty,123);c.add(new Employee(puppy,456);c.add(new Employee(Teddy,789);Iterator i=c.iterator();while(i.hasNext()Employee e=(Employee)i.next();System.out.print(e.getName()+);

36、注意：Iterator对象的remove方法是在遍历过程中删除元素的唯一安全的方法,7.3.4 Set接口Set是Collection接口的子接口，它本身没有提供额外的方法Set容器与数学中集合的概念相对应，Set中的元素是没有顺序的，而且不可以重复实现了Set接口的容器类有HashSet和TreeSet等,Set方法举例public class SetDemo1public static void main(String args)Collection c=new HashSet();c.add(new Integer(3);c.add(hello);c.add(new Employee(T

37、eddy,789);c.add(new Integer(3);c.add(new Integer(100);c.add(new Employee(Teddy,789);System.out.println(c.size();System.out.println(c);,Set方法举例public class SetDemo2public static void main(String args)Set s1=new HashSet();Set s2=new HashSet();s1.add(1);s1.add(2);s1.add(3);s2.add(2);s2.add(3);s2.add(4)

38、;Set s3=new HashSet(s1);s3.retainAll(s2);Set s4=new HashSet(s1);s4.addAll(s2);System.out.println(s3);System.out.println(s4);,7.3.5 List接口List是Collection接口的子接口，实现List接口的容器类中的元素是有顺序的，而且是可以重复的List容器中的每一个元素都对应一个整型序号表示位置，可以根据整型序号存取元素List容器类有ArrayList，LinkedList等常用方法如下：Object get(int index)Object set(int

39、index,Object obj)void add(int index,Object obj)Object remove(int index)int indexOf(Object obj)int lastIndexOf(Object obj),List 方法举例public class ListDemo1public static void main(String args)List l=new LinkedList();l.add(1);l.add(2);l.add(3);l.add(1,100);l.set(3,200);l.add(2);System.out.println(l);Sys

40、tem.out.println(l.get(3);System.out.println(l.indexOf(2);System.out.println(l.lastIndexOf(2);,List容器中的常用算法类java.util.Collections用一些静态方法实现了基于List容器的一些常用算法 void sort(List l);/对List中的元素进行排序 void shuffle(List l);/对List中的元素进行随机排列 void reverse(List l);/对List中的元素进行逆序排列 void fill(Object obj,List l);/用一个对象重写

41、这个List void copy(List dest,List src);/将src List的内容拷贝到dest List int binarySearch(List l,Object obj);/对于顺序的List，采用折半查找的方法查找特定对象,List常用算法举例public class ListDemo2public static void main(String args)List l=new LinkedList();for(int i=1;i=9;i+)l.add(a+i);System.out.println(l);Collections.shuffle(l);System.

42、out.println(l);Collections.reverse(l);System.out.println(l);Collections.sort(l);System.out.println(l);System.out.println(Collections.binarySearch(l,a3);注意：此例中根据什么来比较对象之间的大小呢？,7.3.6 Comparable接口所有能排序的类都实现了java.lang.Comparable接口，这个接口中只有一个方法：public int compareTo(Object obj)实现了Comparable接口的类通过实现compareT

43、o方法，来确定其对象的排序方式,当前对象=obj 返回0当前对象 obj 返回正数,Comparable接口改写Employee类，使其实现Comparable接口class Employee implements Comparable.public int compareTo(Object obj)Employee e=(Employee)obj;int result=pareTo(e.name);return result!=0?result:this.IDpareTo(e.IDcard);,Comparable接口使用新的Employee类实现下列程序：List l=new Linked

44、List();l.add(new Employee(Jack,837483);l.add(new Employee(John,747574);l.add(new Employee(Betty,743893);l.add(new Employee(Peter,938373);l.add(new Employee(John,464737);System.out.println(l);Collections.sort(l);System.out.println(l);,7.3.7 Map接口实现Map接口的类用来存储“键-值”对Map接口的实现类有HashMap和TreeMap等Map类中存储的“键

45、-值”对通过键来标识,因此键不能重复 Object put(Object key,Object value)Object get(Object key)Object remove(Object key)boolean containsKey(Object key)boolean containsValue(Object value)int size()boolean isEmpty()void putAll(Map p)void clear(),Map方法举例import java.util.*;public class MapDemopublic static void main(Strin

46、g args)Map m1=new HashMap();Map m2=new TreeMap();m1.put(one,new Integer(1);m1.put(two,new Integer(2);m1.put(three,new Integer(3);m2.put(A,new Integer(1);m2.put(B,new Integer(2);m2.put(C,new Integer(3);System.out.println(m1.size();System.out.println(m1);System.out.println(m2);System.out.println(m1.co

47、ntainsKey(three);System.out.println(m1.remove(one);m2.putAll(m1);System.out.println(m1);System.out.println(m2);,7.3.8 Auto-boxing/unboxingjdk1.5及之后的版本提供了自动的打包和解包功能，指：例：BoxDemo.java,自动将基础类型转换为对象自动将对象转换为基础类型,7.3.9 泛型引入泛型的原因解决办法好处,jdk1.4之前类型不明确，放入容器中的类型都被当做Object，从而失去了自己的类型从容器中取出时往往要进行转换，效率低，容易出错,在定义容器时，同时定义容器中对象的类型例：GenericDemo.java,增强程序的可读性和稳定性,