API的学习总结（上）

       在 Java 中，API 指的是 Java 提供的一系列类、接口、方法和工具，用于开发 Java 应用程序。Java API 是 Java 平台的核心组成部分，它提供了丰富的功能，包括基础数据类型、集合框架、输入输出、网络编程、多线程、数据库连接等。

核心API包

1. java.lang：提供 Java 语言的基础类，如 Object、String、Integer、Thread 等。所有其他包都隐式导入了这个包。

2. java.util：包含集合框架（如 List、Set、Map）、日期时间处理、随机数生成、事件模型等工具类。

3. java.io：提供输入输出功能，用于文件操作、网络数据流等。

4. java.net：支持网络编程，包含 URL、Socket、ServerSocket 等类。

5. java.sql：提供数据库访问功能，用于连接和操作数据库。

6. java.text：包含格式化和解析数据的类，如 DateFormat、NumberFormat 等。

7. java.time（Java 8+）：现代日期和时间 API，替代了旧的 java.util.Date 和 Calendar 类。

8. java.math：提供高精度计算（BigInteger、BigDecimal）和数学运算工具。

Math

在 Java 中，java.lang.Math类提供了执行基本数学运算的方法，如指数、对数、平方根和三角函数等。这个类包含了许多静态方法和常量，可以直接通过类名调用，无需创建对象。

(私有化构造方法，所以的方法都是静态的）

Math类的常用方法：

1. 常用数学常量

• Math.PI：圆周率 π（约 3.14159）。
• Math.E：自然对数的底数 e（约 2.71828）。

e.g.

System.out.println("π的值：" + Math.PI); // 输出：3.141592653589793
System.out.println("e的值：" + Math.E); // 输出：2.718281828459045

2. 基本算术运算

绝对值

• Math.abs(x)：返回 x 的绝对值。

示例：

java

System.out.println(Math.abs(-5)); // 输出：5
System.out.println(Math.abs(3.14)); // 输出：3.14

最大值和最小值

• Math.max(x, y)：返回 x 和 y 中的较大值。
• Math.min(x, y)：返回 x 和 y 中的较小值。

e.g.

System.out.println(Math.max(10, 20)); // 输出：20
System.out.println(Math.min(-3, -5)); // 输出：-5

四舍五入

• Math.round(x)：返回最接近 x 的整数（long或int类型）。
• Math.ceil(x)：返回大于或等于 x 的最小整数（double类型）。
• Math.floor(x)：返回小于或等于 x 的最大整数（double类型）。

e.g.

System.out.println(Math.round(3.5)); // 输出：4
System.out.println(Math.ceil(3.2)); // 输出：4.0
System.out.println(Math.floor(3.8)); // 输出：3.0

3. 幂运算与对数运算

• Math.pow(x, y)：返回 x 的 y 次幂（double类型）。
• Math.sqrt(x)：返回 x 的平方根（double类型）。
• Math.cbrt(x)：返回 x 的立方根（double类型）。
• Math.log(x)：返回 x 的自然对数（底数为 e）。
• Math.log10(x)：返回 x 的常用对数（底数为 10）。

e.g.

System.out.println(Math.pow(2, 3)); // 输出：8.0
System.out.println(Math.sqrt(16)); // 输出：4.0
System.out.println(Math.log(Math.E)); // 输出：1.0

4. 三角函数与角度转换

• Math.sin(rad)：返回弧度 rad 的正弦值。
• Math.cos(rad)：返回弧度 rad 的余弦值。
• Math.tan(rad)：返回弧度 rad 的正切值。
• Math.toRadians(deg)：将角度转换为弧度。
• Math.toDegrees(rad)：将弧度转换为角度。
• e.g.

double rad = Math.toRadians(90); // 90度转弧度
System.out.println(Math.sin(rad)); // 输出：1.0（近似值）

5. 随机数生成

• Math.random()：返回一个大于等于 0 且小于 1 的随机double值。范围[0.0,1.0]

e.g.：生成 1 到 10 之间的随机整数：

int randomNum = (int) (Math.random() * 10) + 1;
System.out.println(randomNum); // 输出1~10之间的随机整数

完整示例代码

以下是一个使用 Math 类各种方法的完整示例：

public class MathExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 常量
        System.out.println("π = " + Math.PI);
        System.out.println("e = " + Math.E);

        // 基本运算
        System.out.println("|-7| = " + Math.abs(-7));
        System.out.println("max(5, 9) = " + Math.max(5, 9));
        System.out.println("min(3.2, 4.5) = " + Math.min(3.2, 4.5));

        // 四舍五入
        System.out.println("round(3.7) = " + Math.round(3.7));
        System.out.println("ceil(3.2) = " + Math.ceil(3.2));
        System.out.println("floor(3.8) = " + Math.floor(3.8));

        // 幂运算与对数
        System.out.println("2^3 = " + Math.pow(2, 3));
        System.out.println("√25 = " + Math.sqrt(25));
        System.out.println("log(e) = " + Math.log(Math.E));

        // 三角函数
        double angle = 45;
        double radian = Math.toRadians(angle);
        System.out.println("sin(45°) = " + Math.sin(radian));
        System.out.println("cos(45°) = " + Math.cos(radian));

        // 随机数
        System.out.println("随机数(0~1): " + Math.random());
        System.out.println("随机整数(1~100): " + ((int) (Math.random() * 100) + 1));
    }
}

System

System也是一个工具类，提供了一些与系统相关的方法。

 public static void exit(int status)

• 参数：status是一个整数状态码，用于表示程序的退出状态。
  • 0：表示程序正常退出（通常用于成功执行的情况）。
  • 非零值（如 1、-1）：表示程序异常退出（通常用于发生错误的情况）。

常见应用场景

（1）程序正常结束

public class Chillingheart {
    public static void main(String[] args) {
        // 执行某些操作...
        System.out.println("程序执行完毕，正常退出");
        System.exit(0); // 显式退出，状态码0表示成功
    }
}

（2）处理严重错误

public class Chillingheart {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 尝试打开一个不存在的文件
            java.io.FileInputStream file = new java.io.FileInputStream("nonexistent.txt");
        } catch (java.io.FileNotFoundException e) {
            System.err.println("错误：文件未找到！");
            System.exit(1); // 状态码1表示文件操作失败
        }
    }
}

public static long currentTimeMills() 返回当前系统的时间毫秒值形式

常见应用场景

（1）计算代码执行时间

long startTime = System.currentTimeMillis();

// 执行需要计时的代码
for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
    // 模拟耗时操作
}

long endTime = System.currentTimeMillis();
long elapsedTime = endTime - startTime;
System.out.println("代码执行时间：" + elapsedTime + " 毫秒");

public static void arratcopy（数据源数组，起始索引，目的地数组，起始索引，拷贝个数）  数组拷贝

//拷贝数组
int [] arr1 = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}；

int [] arr2 = new int [10];
//把arr1数组中的数据拷贝到arr2中
//arratcopy（数据源数组，起始索引，目的地数组，起始索引，拷贝个数）
System.arraycopy(arr1,0,arr2,0,10);

//验证
for(int i=0;i<arr2.length;i++){

   System.out.print(arr2[i]+" ");

}

Runtime

Runtime表示当前虚拟机的运行环境

java.lang.Runtime 类提供了与当前 Java 虚拟机（JVM）运行时环境交互的功能。每个 Java 应用程序都有一个与之关联的Runtime实例，通过它可以访问和控制 JVM 的某些特性，如内存管理、进程执行、系统资源等。

获取 Runtime 实例

Runtime类采用单例模式，只能通过静态方法getRuntime()获取其实例：

Runtime runtime = Runtime.getRuntime();

2. 核心功能与方法

（1）内存管理

• 获取内存信息：

  long totalMemory = runtime.totalMemory(); // JVM当前总内存（字节）
  long freeMemory = runtime.freeMemory();   // JVM当前空闲内存（字节）
  long maxMemory = runtime.maxMemory();     // JVM最大可用内存（字节）
  
  System.out.printf("总内存: %.2f MB%n", totalMemory / 1024.0 / 1024);
  System.out.printf("空闲内存: %.2f MB%n", freeMemory / 1024.0 / 1024);
  System.out.printf("最大内存: %.2f MB%n", maxMemory / 1024.0 / 1024);
  

  建议垃圾回收：

runtime.gc(); // 提示JVM执行垃圾回收（不一定立即执行）

Object

1. Object是 Java 中的顶级父类，所有的类直接或间接继承于Object类。

class MyClass {} // 隐式继承自Object
// 等价于
class MyClass extends Object {}

2. Object 类中的方法可以被所以子类访问，所以我们要学习Object类和其中的方法。

Object构造方法

public class Object {
    // 默认构造方法（隐式存在，无需显式定义）
    Object() {}
}

注意：顶级父类中只有无参构造方法！！！

Object成员方法

toString()

• 功能：返回对象的字符串表示。
• 默认格式：类名@16进制哈希码（如Point@123456）。
• 重写建议：提供更有意义的信息。

e.g.

@Override
public String toString() {
    return "Point{x=" + x + ", y=" + y + "}";
}

 equals (Object obj)

 在 Java 中，Object类的equals()方法是用于比较两个对象是否相等的核心方法。

String a = new String("hello");
String b = new String("hello");
System.out.println(a == b);      // false（引用不同）
System.out.println(a.equals(b)); // true（String类重写了equals()）


String s = "abc";
StringBuilder sb = new StringBuilder("abc");

System.out.println(s.equals(sb));// false
        //因为equals方法是被s调用的，而s是字符串
        //所以equals要看string类中的
        //字符串中的equals方法，先判断参数是否为字符串
        // 如果是字符串，再比较内部的属性
        //但是如果参数不是字符串，直接返回false

 System.out.println(sb.equals(s));// false
        //因为equals方法是被sb调用的，而sb是StringBuilder
        //所以这里的equals方法要看StringBuilder中的equals方法
        //那么在StringBuilder当中，没有重写equals方法
        //使用的是Object中的
        //在Object当中默认是使用==号比较两个对象的地址值
        //而这里的s和sb记录的地址值是不一样的，所以结果返回false

注意：

equals()与==的区别

• ==：比较对象引用（内存地址）。
• equals()：比较对象内容（需重写）。

对象克隆

把A对象的属性值完全拷贝给B对象，也叫对象拷贝、对象赋值。

基本数据类型：存储的是真实的值

引用数据类型：存储的是另一个空间的地址值

 int[] data = this.data;
        //创建新的数组
        int[] newData =new int[data.length];
        //拷贝数组中的数据
        for (int i = 0; i < data.length; i++) {
            newData[i] = data[i];
        }
        //调用父类中的方法克隆对象
            User u=(User)super.clone();
        //因为父类中的克隆方法是浅克隆，替换克隆出来对象中的数组地址值
        u.data =newData;
        return u;

Objects

 成员方法

String a = null;
String b = null;
System.out.println(Objects.equals(a, b)); // true

String c = "hello";
String d = "hello";
System.out.println(Objects.equals(c, d)); // true

String str = null;
Objects.requireNonNull(str); // 抛出NullPointerException

String str = "hello";
System.out.println(Objects.nonNull(str)); // true

今天就先到这啦！