JAVA语言与编程第7章 工具类和算法

1、整理课件第7章 工具类整理课件7.1 Java类库结构类库结构 Java类库是系统提供的已实现的标准类的集合，是类库是系统提供的已实现的标准类的集合，是Java编程的编程的API，它可以帮助开发者方便，它可以帮助开发者方便,快捷地开发快捷地开发Java程序程序. Java类库中的类和接口基本上都封装在包中，每个包负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，除了责不同的功能，除了Java.lang包不需要引入外，其他包中包不需要引入外，其他包中的内容都需要经过的内容都需要经过import语句引入之后，才可以在程序中使语句引入之后，才可以在程序中使用这些包中的类或接口。所有这些类的

2、介绍和使用方法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都提供了完善的技术文档。整理课件 java.lang包是包是java语言中最基本的包，包中的类是语言中最基本的包，包中的类是java类库中最低级类库中最低级的类。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，接口和异常，下面是关于这个包中几个常用类的介绍：口和异常，下面是关于这个包中几个常用类的介绍：7.2.1 Object类类 Object类是类是java程序中所有类的直接或间接父类，也是类库中所有类程序中所有类的直接或间接父类，也

3、是类库中所有类的父类，任何一个类都是由的父类，任何一个类都是由Object类派生出来的，它是继承树上的根结类派生出来的，它是继承树上的根结点，以下是点，以下是Object类中的几个方法：类中的几个方法：public boolean equals(Object obj) 用来比较两个对象是否相同，相同则返回用来比较两个对象是否相同，相同则返回true，否则返回，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注：所有类对象之间比较值是否相同时必须使用equals方法。方法。public String toString（）（） 用来返回当前对象本身的信息，按字符串的形式返回。用来返回

4、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打印输出到一个输出流，需要一在许多情况下，我们需要把一个对象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。个方法来返回对象本身的信息。toString方法正是满足这个要求，若我方法正是满足这个要求，若我们在自定义的类中直接调用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列码，若想返回更多信息，则要在自定义的类中重载toString方法。方法。整理课件7.2.2 Math类类 Math类是一个最终类，类是一个最终

5、类，public final class Math extends Object,它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，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：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 常数常数epublic static final double PI 常数常数 三角函数：三角函数：public static double sin(double)public static double cos(double)pu

6、blic 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：弧度，角度转换函数： public static double toRadians(double) public static double toDegrees(double)整理课件 代数函数：代数函数： public static double exp(double) 以以e为底的指数函数为底的指数函数 publi

7、c static double log(double) 自然对数函数（对自然对数函数（对e求对数）求对数） public static double sqrt(double) 计算平方根计算平方根 public static double floor(double) 返回与小于等于参数的最大返回与小于等于参数的最大 整数相等的整数相等的double型数型数 public static double ceil(double) 返回与大于等于参数的最小返回与大于等于参数的最小 整数相等的整数相等的double型数型数 double型随机数型随机数 另外三个方法：另外三个方法： public sta

8、tic int abs(int) public static int max(int,int) public static int min(int,int)整理课件7.2.3 字符串类字符串类 字符串是一个或多个文本字符在内存中的连续排列。字符串是一个或多个文本字符在内存中的连续排列。java中有两个类中有两个类表示字符串表示字符串:String类和类和StringBuffer类。类。String类适用于字符串常量，类适用于字符串常量，即一经创建就不能再修改的字符串。即一经创建就不能再修改的字符串。StringBuffer适用于字符串变量。适用于字符串变量。注注:使用使用String类，可以做

9、查找，比较，连接等操作，但不能在串中插入类，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。使用字符或修改字符串的长度。使用StringBuffer类，可以进行添加，插类，可以进行添加，插入，修改的操作。入，修改的操作。（1）String对象的创建对象的创建 String对象可以隐式地创建，也可以显式地创建。对象可以隐式地创建，也可以显式地创建。 隐式创建，例：隐式创建，例： g.drawString(“This is a String”,50,50); 显式创建，例：显式创建，例： String str=new String(“This is a String”);整理

10、课件 String类的构造函数：类的构造函数： public String() 构造空字符串构造空字符串 public String(String chars) 构造来自另一个构造来自另一个String对象的字符串对象的字符串 public String(char chars) 构造来自字符数组的字符串构造来自字符数组的字符串 public String(char chars,int offset,int count) 指定一个字符数组指定一个字符数组的子范围来初始化，的子范围来初始化，offset指定子范围的开始点，指定子范围的开始点，count指定使用的指定使用的字符数目字符数目(2)字符

11、串类的常用方法字符串类的常用方法 构造了构造了String对象后对象后,就可以调用就可以调用String类的方法来获得关于该字符串类的方法来获得关于该字符串的信息的信息.lpublic int length() 返回字符串中字符的个数返回字符串中字符的个数 例例:String str=“Hello”; System.out.println(str.length();lpublic char charAt(int index) 返回返回index位置的字符位置的字符lpublic void getChars(int srcBeginIndex, int srcEndIndex, char dst

12、,int dstBeginIndex) 将字符串中的字符复制到字符数组中将字符串中的字符复制到字符数组中整理课件lpublic boolean equals(Object obj) 将当前字符串与形参列表中字将当前字符串与形参列表中字符串比较符串比较String类还提供了一个类似的方法类还提供了一个类似的方法public boolean equalsIgnoreCase(String str)lpublic int compareTo(String str) 按字母顺序比较当前字符串与参按字母顺序比较当前字符串与参数字符串数字符串.类似方法类似方法: public int compareToI

13、gnoreCase(String str)lpublic boolean startsWith(String prefix)判断字符串前缀是否为参判断字符串前缀是否为参数字符串数字符串例例: String str=“This is a string!”; boolean result=str.startsWith(“This”); startsWith方法的另外一种形式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在字符串指定位置开始判断是否为指定字符子串字符子串: public boolean startsWith(String str, int offset)例例: “Hello,

14、world!”.startsWith(“world”,6) 将返回将返回truelpublic boolean endsWith(String suffix) 判断当前字符串后缀是否判断当前字符串后缀是否为参数字符串为参数字符串整理课件lpublic int indexOf(char ch) 查找查找ch出现的第一个位置出现的第一个位置,若不存在若不存在,则则返回返回-1类似方法类似方法:public int indexOf(char ch,int fromIndex)从从fromIndex开始找开始找lpublic int indexOf(String str) 查找参数指定的子串出现的第一

15、个位查找参数指定的子串出现的第一个位置类似方法置类似方法:public int indexOf(String str, int fromIndex)lpublic int lastIndexOf(char ch)返回返回ch在字符串中出现的最后一个在字符串中出现的最后一个位置类似方法位置类似方法:public int lastIndexOf(char ch, fromIndex);lpublic int lastIndexOf(String str)在字符串中查找子串出现的最后一在字符串中查找子串出现的最后一个位置类似方法个位置类似方法:public int lastIndexOf(Strin

16、g str, int fromIndex)lpublic String substring(int beginIndex)返回从返回从beginIndex位置开位置开始的新字符串始的新字符串例例: “ How are you?”.substring(8); “Uneasy”.substring(2); “good”.substring(5);整理课件lpublic String substring(int beginIndex, int endIndex)从当前字符串中截取新字符串从当前字符串中截取新字符串,beginIndex 开始位置开始位置,endIndex 结束位结束位置的下一位置的下

17、一位.若当前字符串是若当前字符串是str,则方法则方法substring(beginIndex, ()等同于方法等同于方法substring(beginIndex)例例:“ uneasy”.substring(2,6); “uneasy”.substring(2);lpublic String concat(String str) 把参数字符串连接到当前字符串的把参数字符串连接到当前字符串的尾端例尾端例:”hello,”.concat(“world!”);lpublic String replace(char oldChar, char newChar)把字符串中所把字符串中所有有oldCha

18、r换成换成newChar例例: String str1=“This is a string!”; String str2=str1.replace(i, x); str2的值为的值为”Thxs xs a strxng!”lpublic String trim( )有时字符串的前面或后面有空格有时字符串的前面或后面有空格,trim()方法可以方法可以将这些空格去掉将这些空格去掉例例:String str1=“ This is a string! “ String str2=str1.trim(); str2的值为的值为”This is a string!”整理课件lpublic String t

19、oLowerCase() 将当前字符串中所有大写字母转换为将当前字符串中所有大写字母转换为小写字母相关方法小写字母相关方法:public String toUpperCase()lpublic char CharArray() 把字符串转换为字符数组把字符串转换为字符数组lpublic static String valueOf(long l) 这个方法有多个重载的方法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形参类型可以是其他的基本数据类型,它它的功能是将基本数据类型的值转换成字符串返回的功能是将基本数据类型的值转换成字符串返回. 在使用中的方法在使用中的方法println输

20、出基本数据类型的数据时输出基本数据类型的数据时,系统系统会自动调用这个方法进行数据类型的转换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把数值变成字符串输出.lpublic String split(String regex) 将一个字符串按照指定分隔符分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隔，将分隔后得到的字符串数组返回给方法例例: 字符串的比较字符串的比较 整理课件2.2 StringBuffer类类 StringBuffer类处理字符串变量类处理字符串变量,使用使用StringBuffer类可以改变一个字类可以改变一个字符串的值和长度符串的值和

21、长度,可以方便的在字符串里添加字符或替换字符串里的子串可以方便的在字符串里添加字符或替换字符串里的子串.StringBuffer(); 只建立一个空串缓冲区只建立一个空串缓冲区StringBuffer(int length); 建立一个长度为建立一个长度为length的空串缓冲区的空串缓冲区StringBuffer(String str); 初始化缓冲区的内容初始化缓冲区的内容,为给定串再加上为给定串再加上16个个 字符的空间字符的空间lpublic StringBuffer append(String str)将将str加到当前字符串对象的加到当前字符串对象的尾端尾端例例: StringBu

22、ffer bufferStr=new StringBuffer(); bufferStr.append(“Hello,”); bufferStr.append(“world!”);整理课件append()函数存在多个重载函数存在多个重载:StringBuffer append(boolean b); StringBuffer append(char c);StringBuffer append(char str); StringBuffer append(char str,int offset,int len);StringBuffer append(double d); StringBuff

23、er append(float f);StringBuffer append (int i); StringBuffer append(long l);StringBuffer append(Object obj); StringBuffer append(StringBuffer s);lpublic StringBuffer insert(int offset, String str) 在当前对象插入参在当前对象插入参数指定的字符串数指定的字符串例例:StringBuffer str=new StringBuffer(“This is a buffered string!”); str.i

24、nsert(str.length(),”We are testing.”); str.insert(0,”Hello,BufferString.”);整理课件insert()函数也存在多个重载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 offse

25、t,int b); StringBuffer insert(int offset,float b);StringBuffer insert(int offset,long b); StringBuffer insert(int offset,Object obj);StringBuffer insert(int index, char str, int offset, int len);lpublic StringBuffer delete(int start,int end)删除当前字删除当前字符串对象中符串对象中start到到end之间的子串之间的子串,子串中包含子串中包含start位置位

26、置的字符的字符,但不包含但不包含end位置的字符位置的字符整理课件lpublic StringBuffer deleteCharAt(int index) 删除当前字符串对象删除当前字符串对象中指定位置的字符中指定位置的字符lpublic StringBuffer replace(int start,int end,String str)将当前字将当前字符串中符串中start与与end之间的子串用之间的子串用str替换替换,被替换的子串包含被替换的子串包含start位置位置的字符的字符,不包含不包含end位置的字符位置的字符lpublic StringBuffer setCharAt(int

27、index, char ch)lpublic StringBuffer reverse() 将当前字符串中的字符序列逆转将当前字符串中的字符序列逆转lpublic int length()lpublic int capacity()lpublic void setLength(int newLength) 改变当前字符串对象的长度改变当前字符串对象的长度例例: StringBuffer str=new StringBuffer(“This is a buffered string!”); str.setLength(26); str.setLength(30); str.setLength(1

28、8); “string!”被删掉被删掉整理课件lpublic String substring( int start, int end)提取当前字符串对象中提取当前字符串对象中的子字符串的子字符串lpublic String toString() 把可变字符串中的内容变成把可变字符串中的内容变成String类对象类对象.实际上实际上,在使用在使用()打印字符串变量时打印字符串变量时,系统就自动调用了该方法系统就自动调用了该方法例例:整理课件7.2.4 System类类 System类是一个功能强大类是一个功能强大,非常有用的类非常有用的类,它提供了标准输入它提供了标准输入/输出输出,显显示运行

29、时的重要信息等重要工具示运行时的重要信息等重要工具.lSystem类是一个类是一个final类类,不能被继承不能被继承.l其构造函数的访问权限为其构造函数的访问权限为private,因此它不能被实例化因此它不能被实例化.lSystem类的所有属性和方法都是类的所有属性和方法都是static的的,可用类名直接访问可用类名直接访问.lpublic static final InputStream in标准输入标准输入lpublic static final PrintStream out标准输出标准输出lpublic static final PrintStream err标准错误输出标准错误输出

30、 out和和err都是都是PrintStream类的对象类的对象,可以通过可以通过print(),println()或或write()方法方便地完成对各种数据类型的输出方法方便地完成对各种数据类型的输出.in为为InputStream类的对象类的对象,可以可以通过通过read()方法读取字节数据方法读取字节数据整理课件read()方法有三种格式方法有三种格式:lpublic abstract int read() 读取一个字节返回给方法读取一个字节返回给方法lpublic int read(byte b) 读取若干字节放入数组读取若干字节放入数组b中中,返回个数返回个数lpublic int

31、read(byte b,int offset,int count)write()方法的格式方法的格式:lvoid write(byte i)lvoid write(byte b,int offset, int length)整理课件7.2.5 基本数据类型包装类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每一个基本数据类型都对应一个数据类型类,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且其属性一般是静态属性.而方法一般用来操作它所对应而方法一般用来操作它所对应的基本数据类型的基本数

32、据类型.以以java.lang.Integer为例：其构造函数为：为例：其构造函数为： Integer(int value) Integer(String s)整理课件常用属性和方法：常用属性和方法： public static final int MAX_VALUE;最大最大int型数，型数，231-1 public static final int MIN_VALUE;最小最小int型数，型数，-231 public long longValue()返回封装数据的返回封装数据的long型值型值 public double doubleValue() public int intValue(

33、) public static int parseInt(String s)throws NumberFomatException public static Integer valueOf(String s)throws NumberFomatException例：例：整理课件作业作业:2.编写一个方法，返回一个编写一个方法，返回一个double型二维数组，型二维数组，数组中的元素通过解析字符串参数获得，如字数组中的元素通过解析字符串参数获得，如字符串参数符串参数“1，2；3，4，5；6，7，8”对应的对应的数组为：数组为：整理课件7.3 容器容器阅读如下程序：阅读如下程序：public c

34、lass Employee private String name,IDcard; public Employee(String name,String IDcard) =name; 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 arg

35、s) Employee e1=new Employee(“Kitty”,”123”); Employee e2=new Employee(“Puppy”,”456”); Employee e3=new Employee(“Teddy”,”789”); . . . 容器：用于存放对象容器：用于存放对象的一系列类的实例的一系列类的实例整理课件 容器容器API的类图结构如下：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”对整理课件7.3.2 Collection接口接口Collection接口中定义的方法接口中定义的方法 int size( ); boolean isEmpty( )

36、; void clear( ); boolean contains(Object element); boolean add(Object element); boolean remove(Object element); Iterator iterator( ); boolean containsAll(Collection c); boolean addAll(Collection c); boolean removeAll(Collection c); boolean retainAll(Collection c);保留当前容器中与参数保留当前容器中与参数容器共有的元素容器共有的元素 O

37、bject toArray( );整理课件Collection方法举例：方法举例：import java.util.*;public class CollectionDemo1public static void main(String args)Collection c = new ArrayList();c.add(Hello);c.add(new Integer(3);c.add(new Employee(Kitty,123);System.out.println(c.size();System.out.println(c);整理课件Collection方法举例：方法举例：public

38、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(3); (c.remove(new Employee(Kitty,123);System.out.println(c);输出结果：输出结果： false Kitty 123整理课件Collection方法举例方法举例容器类对象

39、在调用容器类对象在调用remove,contains等方法时需要比较对象是否相等，等方法时需要比较对象是否相等，此时会用到此时会用到equals方法和方法和hashCode方法；自定义的类需要重写方法；自定义的类需要重写equals方法和方法和hashCode方法方法,以判断自定义类的对象是否相等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注意：相等的对象应具有相等的hashcode增加增加Employee类的类的equals和和hashCode方法如下：方法如下：public boolean equals(Object obj) if(obj instanceof Employ

40、ee) Employee e = (Employee)obj; return .equals()& this.IDcard.equals(e.IDcard); else return false; public int hashCode() return name.hashCode(); 整理课件7.3.3 Iterator接口接口所有实现了所有实现了Collection接口的容器类都有一个接口的容器类都有一个iterator方法，用于返回方法，用于返回一个实现了一个实现了Iterator接口的对象接口的对象Iterator对象能够方便地对容器内的元素进行

41、遍历操作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：接口中定义的方法： boolean hasNext();/判断游标右侧是否有元素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，在执行完删除游标左侧的元素，在执行完next操作之后，此操作之后，此 方法只能执行一次方法只能执行一次整理课件Iterator方法举例方法举例public class IteratorDemo1public static void main(String

42、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()+ );注意：注意：Iterator对象的对象的remove方法是在遍历过程中删除元素的唯一安全方法是在遍历过程中删除元素的唯一安全的方法的方法整

43、理课件7.3.4 Set接口接口Set是是Collection接口的子接口，它本身没有提供接口的子接口，它本身没有提供额外的方法额外的方法Set容器与数学中集合的概念相对应，容器与数学中集合的概念相对应，Set中的元中的元素是没有顺序的，而且不可以重复素是没有顺序的，而且不可以重复实现了实现了Set接口的容器类有接口的容器类有HashSet和和TreeSet等等整理课件Set方法举例方法举例public class SetDemo1public static void main(String args)Collection c = new HashSet();c.add(new Integer

44、(3);c.add(hello);c.add(new Employee(Teddy,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);整理课件Set方法举例方法举例public class SetDemo2public static void main(String args)Set s1 = new HashSet();Set s2 = new HashSet();s1.add(1);s

45、1.add(2);s1.add(3);s2.add(2);s2.add(3);s2.add(4);Set s3 = new HashSet(s1);s3.retainAll(s2);Set s4 = new HashSet(s1);s4.addAll(s2);System.out.println(s3);System.out.println(s4);整理课件7.3.5 List接口接口List是是Collection接口的子接口，实现接口的子接口，实现List接口的容器类接口的容器类中的元素是有顺序的，而且是可以重复的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

46、序号表示位置，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可以根据整型序号存取元素List容器类有容器类有ArrayList，LinkedList等等常用方法如下：常用方法如下： Object get(int index) Object set(int index, Object obj) void add(int index, Object obj) Object remove(int index) int indexOf(Object obj) int lastIndexOf(Object obj)整理课件List 方法举例方法举例public class Lis

47、tDemo1public 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);System.out.println(l.get(3);System.out.println(l.indexOf(2);System.out.println(l.lastIndexOf(2);整理课件List容器中的常用算法容器中的常用算法 void sort(List l); /对对List中

48、的元素进行排序中的元素进行排序 void shuffle(List l); /对对List中的元素进行随机排列中的元素进行随机排列 void reverse(List l); /对对List中的元素进行逆序排列中的元素进行逆序排列 void fill(Object obj, List l); /用一个对象重写这个用一个对象重写这个List void copy(List dest, List src); /将将src List的内容拷贝到的内容拷贝到dest List int binarySearch(List l, Object obj); /对于顺序的对于顺序的List，采用折半查找的方法查

49、找特定对象，采用折半查找的方法查找特定对象整理课件List常用算法举例常用算法举例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.out.println(l);Collections.reverse(l); System.out.println(l); Collections.sort(l); System.o

50、ut.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？注意：此例中根据什么来比较对象之间的大小呢？整理课件7.3.6 Comparable接口接口所有能排序的类都实现了所有能排序的类都实现了java.lang.Comparable接口，接口，这个接口中只有一个方法：这个接口中只有一个方法： public int compareTo(Object obj) 实现了实现了Comparable接口的类通过实现接口的类通过实现compareTo方法，方法，来确定其对象的排序方式来确定其对象的排序方式当前对象当前对象=obj 返回返回0当前对象当前对象 obj 返回正数返回正数整理课件Comparable接口接口改写改写Employee类，使其实现类，使其实现Comparable接口接口class Em