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一、Object类

1.1 概述

java.lang.Object类是Java语言中的根类，即所有类的父类。它中描述的所有方法子类都可以使用。在对象实例化的时候，最终找的父类就是Object。

如果一个类没有特别指定父类， 那么默认则继承自Object类。例如：

public class MyClass /*extends Object*/ {
   
  	// ...
}

根据JDK源代码及Object类的API文档，Object类当中包含的方法有11个。今天我们主要学习其中的2个：

  • public String toString()：返回该对象的字符串表示。
  • public boolean equals(Object obj)：指示其他某个对象是否与此对象“相等”。

1.2 toString方法

1.2.1 方法摘要

  • public String toString()：返回该对象的字符串表示。

toString方法返回该对象的字符串表示，其实该字符串内容就是对象的类型+@+内存地址值。

由于toString方法返回的结果是内存地址，而在开发中，经常需要按照对象的属性得到相应的字符串表现形式，因此也需要重写它。

1.2.2 覆盖重写

如果不希望使用toString方法的默认行为，则可以对它进行覆盖重写。例如自定义的Person类：

public class Person {
     
    private String name;
    private int age;

    @Override
    public String toString() {
   
        return "Person{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + '}';
    }

    // 省略构造器与Getter Setter
}

在IntelliJ IDEA中，可以点击Code菜单中的Generate...，也可以使用快捷键alt+insert，点击toString()选项。选择需要包含的成员变量并确定。如下图所示：

小贴士： 在我们直接使用输出语句输出对象名的时候,其实通过该对象调用了其toString()方法。

1.3 equals方法

1.3.1 方法摘要

  • public boolean equals(Object obj)：指示其他某个对象是否与此对象“相等”。

    equals方法源码:
    public boolean equals(Object obj) {
    return (this == obj);
    }
    参数:
        Object obj：可以传递任意的对象
        == 比较运算符,返回的是一个布尔值 true false
        基本数据类型:比较的是值
        引用数据类型:比价的是两个对象的地址值
        this是谁?那个对象调用的方法,方法中的this就是那个对象;p1调用的equals方法所以this就是p1
        obj是谁?传递过来的参数p2
        this==obj -->p1==p2

调用成员方法equals并指定参数为另一个对象，则可以判断这两个对象是否是相同的。这里的“相同”有默认和自定义两种方式。

1.3.2 默认地址比较

如果没有覆盖重写equals方法，那么Object类中默认进行==运算符的对象地址比较，只要不是同一个对象，结果必然为 false。

1.3.3 对象内容比较

如果希望进行对象的内容比较，即所有或指定的部分成员变量相同就判定两个对象相同，则可以覆盖重写equals方法。例如：

import java.util.Objects;

public class Person {
   	
	private String name;
	private int age;

     /* Object类的equals方法,默认比较的是两个对象的地址值,没有意义 所以我们要重写equals方法,比较两个对象的属性(name,age) 问题: 隐含着一个多态 多态的弊端:无法使用子类特有的内容(属性和方法) Object obj = p2 = new Person("古力娜扎",19); 解决:可以使用向下转型(强转)把obj类型转换为Person */
    /*@Override public boolean equals(Object obj) { //增加一个判断,传递的参数obj如果是this本身,直接返回true,提高程序的效率 if(obj==this){ return true; } //增加一个判断,传递的参数obj如果是null,直接返回false,提高程序的效率 if(obj==null){ return false; } //增加一个判断,防止类型转换一次ClassCastException if(obj instanceof Person){ //使用向下转型,把obj转换为Person类型 Person p = (Person)obj; //比较两个对象的属性,一个对象是this(p1),一个对象是p(obj->p2) boolean b = this.name.equals(p.name) && this.age==p.age; return b; } //不是Person类型直接返回false return false; }*/
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
   
        if (this == o) return true;
        //getClass() != o.getClass() 使用反射技术,判断o是否是Person类型 等效于 obj instanceof Person
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Person person = (Person) o;
        return age == person.age && Objects.equals(name, person.name);
    }
}

这段代码充分考虑了对象为空、类型一致等问题，但方法内容并不唯一。大多数IDE都可以自动生成equals方法的代码内容。在IntelliJ IDEA中，可以使用Code菜单中的Generate…选项，也可以使用快捷键alt+insert，并选择equals() and hashCode()进行自动代码生成。如下图所示：

tips：Object类当中的hashCode等其他方法，今后学习。

1.4 Objects类

在刚才IDEA自动重写equals代码中，使用到了java.util.Objects类，那么这个类是什么呢？

在JDK7添加了一个Objects工具类，它提供了一些方法来操作对象，它由一些静态的实用方法组成，这些方法是null-save（空指针安全的）或null-tolerant（容忍空指针的），用于计算对象的hashcode、返回对象的字符串表示形式、比较两个对象。

在比较两个对象的时候，Object的equals方法容易抛出空指针异常，而Objects类中的equals方法就优化了这个问题。方法如下：

  • public static boolean equals(Object a, Object b): 判断两个对象是否相等，防止空指针异常

我们可以查看一下源码，学习一下：

public static boolean equals(Object a, Object b) {
     
    return (a == b) || (a != null && a.equals(b));  
}

二、日期时间类

2.1 Date类

2.1.1 概述

java.util.Date类 表示特定的瞬间，精确到毫秒。

继续查阅Date类的描述，发现Date拥有多个构造函数，只是部分已经过时，但是其中有未过时的构造函数可以把毫秒值转成日期对象。

  • public Date()：分配Date对象并初始化此对象，以表示分配它的时间（精确到毫秒）。
  • public Date(long date)：分配Date对象并初始化此对象，以表示自从标准基准时间（称为“历元（epoch）”，即1970年1月1日00:00:00 GMT）以来的指定毫秒数。

tips: 由于我们处于东八区，所以我们的基准时间为1970年1月1日8时0分0秒。

简单来说：使用无参构造，可以自动设置当前系统时间的毫秒时刻；指定long类型的构造参数，可以自定义毫秒时刻。例如：

import java.util.Date;

public class Demo01Date {
   
    public static void main(String[] args) {
   
      	demo01();
        demo02();
        demo03();
    }
     /* long getTime() 把日期转换为毫秒值(相当于System.currentTimeMillis()方法) 返回自 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 GMT 以来此 Date 对象表示的毫秒数。 */
    private static void demo03() {
   
        Date date = new Date();
        long time = date.getTime();
        System.out.println(time); // 1628154485385
    }

    /* Date类的带参数构造方法 Date(long date) :传递毫秒值,把毫秒值转换为Date日期 */
    private static void demo02() {
   
        Date date = new Date(0L);
        System.out.println(date);// Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970

        date = new Date(1628154485385L);
        System.out.println(date);// Thu Aug 05 17:08:05 CST 2021
    }

    /* Date类的空参数构造方法 Date() 获取当前系统的日期和时间 */
    private static void demo01() {
   
        Date date = new Date();
        System.out.println(date); // Thu Aug 05 17:08:05 CST 2021
    }
}

tips: 在使用println方法时，会自动调用Date类中的toString方法。Date类对Object类中的toString方法进行了覆盖重写，所以结果为指定格式的字符串。

2.1.2 常用方法

Date类中的多数方法已经过时，常用的方法有：

  • public long getTime() 把日期对象转换成对应的时间毫秒值。

2.2 DateFormat类

java.text.DateFormat 是日期/时间格式化子类的抽象类，我们通过这个类可以帮我们完成日期和文本之间的转换,也就是可以在Date对象与String对象之间进行来回转换。

  • 格式化：按照指定的格式，从Date对象转换为String对象。
  • 解析：按照指定的格式，从String对象转换为Date对象。

2.2.1 构造方法

由于DateFormat为抽象类，不能直接使用，所以需要常用的子类java.text.SimpleDateFormat。这个类需要一个模式（格式）来指定格式化或解析的标准。构造方法为：

  • public SimpleDateFormat(String pattern)：用给定的模式和默认语言环境的日期格式符号构造SimpleDateFormat。

参数pattern是一个字符串，代表日期时间的自定义格式。

2.2.2 格式规则

常用的格式规则为：

标识字母（区分大小写） 含义
y 年
M 月
d 日
H 时
m 分
s 秒

备注：更详细的格式规则，可以参考SimpleDateFormat类的API文档。

写对应的模式,会把模式替换为对应的日期和时间
        “yyyy-MM-dd HH:mm:ss”

注意:
    模式中的字母不能更改,连接模式的符号可以改变
        “yyyy年MM月dd日 HH时mm分ss秒”

创建SimpleDateFormat对象的代码如：

import java.text.DateFormat;
import java.text.SimpleDateFormat;

public class Demo02SimpleDateFormat {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        // 对应的日期格式如：2018-01-16 15:06:38
        DateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    }    
}

2.2.3 常用方法

DateFormat类的常用方法有：

  • public String format(Date date)：将Date对象格式化为字符串。
  • public Date parse(String source)：将字符串解析为Date对象。

2.2.3.1 format方法

使用DateFormat类中的方法format,把日期格式化为文本

使用步骤:

   	1. 创建SimpleDateFormat对象,构造方法中传递指定的模式
   	2. 调用SimpleDateFormat对象中的方法format,按照构造方法中指定的模式,把Date日期格式化为符合模式的字符串(文本)

import java.text.DateFormat;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
/* 把Date对象转换成String */
public class Demo03DateFormatMethod {
   
    public static void main(String[] args){
   
       demo01();
    }
    private static void demo01() {
   
        //1.创建SimpleDateFormat对象,构造方法中传递指定的模式
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日 HH时mm分ss秒");
        //2.调用SimpleDateFormat对象中的方法format,按照构造方法中指定的模式,把Date日期格式化为符合模式的字符串(文本)
        //String format(Date date) 按照指定的模式,把Date日期,格式化为符合模式的字符串
        Date date = new Date();
        String d = sdf.format(date);
        System.out.println(date);	// Thu Aug 05 17:14:20 CST 2021
        System.out.println(d);		// 2021年08月05日 17时14分20秒
    }
}

2.2.3.2 parse方法

使用DateFormat类中的方法parse,把文本解析为日期

使用步骤:

  		1. 创建SimpleDateFormat对象,构造方法中传递指定的模式
  		2. 调用SimpleDateFormat对象中的方法parse,把符合构造方法中模式的字符串,解析为Date日期

注意:
    public Date parse(String source) throws ParseException
      parse 方法声明了一个异常叫 ParseException
      如果字符串和构造方法的模式不一样,那么程序就会抛出此异常
      调用一个抛出了异常的方法,就必须处理这个异常,要么throws继续抛出这个异常,要么try catch自己处理

import java.text.DateFormat;
import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
/* 把String转换成Date对象 */
public class Demo04DateFormatMethod {
   
    public static void main(String[] args) throws ParseException {
   
       demo02();
    }
     private static void demo02() throws ParseException {
   
        //1.创建SimpleDateFormat对象,构造方法中传递指定的模式
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日 HH时mm分ss秒");
        //2.调用SimpleDateFormat对象中的方法parse,把符合构造方法中模式的字符串,解析为Date日期
        //Date parse(String source) 把符合模式的字符串,解析为Date日期
        Date date = sdf.parse("2021年08月05日 17时14分20秒");
        System.out.println(date); // Thu Aug 05 17:14:20 CST 2021
    }
}

2.3 练习

请使用日期时间相关的API，计算出一个人已经出生了多少天。

思路：

  1. 使用Scanner类中的方法next,获取出生日期
  2. 使用DateFormat类中的方法parse,把字符串的出生日期,解析为Date格式的出生日期
  3. 把Date格式的出生日期转换为毫秒值
  4. 获取当前的日期,转换为毫秒值
  5. 使用当前日期的毫秒值-出生日期的毫秒值
  6. 把毫秒差值转换为天(s/1000/60/60/24)

代码实现：

public class Demo02Test {
   
    public static void main(String[] args) throws ParseException {
   
        //1.使用Scanner类中的方法next,获取出生日期
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入您的出生日期,格式:yyyy-MM-dd");
        String birthdayDateString = sc.next();
        //2.使用DateFormat类中的方法parse,把字符串的出生日期,解析为Date格式的出生日期
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
        Date birthdayDate = sdf.parse(birthdayDateString);
        //3.把Date格式的出生日期转换为毫秒值
        long birthdayDateTime = birthdayDate.getTime();
        //4.获取当前的日期,转换为毫秒值
        long todayTime = new Date().cygetTime();
        //5.使用当前日期的毫秒值-出生日期的毫秒值
        long time = todayTime-birthdayDateTime;
        //6.把毫秒差值转换为天(s/1000/60/60/24)
        System.out.println(time/1000/60/60/24);
    }
}

2.4 Calendar类

2.4.1 概念

java.util.Calendar是日历类，在Date后出现，替换掉了许多Date的方法。该类将所有可能用到的时间信息封装为静态成员变量，方便获取。日历类就是方便获取各个时间属性的。

2.4.2 获取方式

Calendar为抽象类，由于语言敏感性，Calendar类在创建对象时并非直接创建，而是通过静态方法创建，返回子类对象，如下：

Calendar静态方法

  • public static Calendar getInstance()：使用默认时区和语言环境获得一个日历

例如：

import java.util.Calendar;

public class Demo06CalendarInit {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        Calendar cal = Calendar.getInstance();
    }    
}

2.4.3 常用方法

根据Calendar类的API文档，常用方法有：

  • public int get(int field)：返回给定日历字段的值。
  • public void set(int field, int value)：将给定的日历字段设置为给定值。
  • public abstract void add(int field, int amount)：根据日历的规则，为给定的日历字段添加或减去指定的时间量。
  • public Date getTime()：返回一个表示此Calendar时间值（从历元到现在的毫秒偏移量）的Date对象。

Calendar类中提供很多成员常量，代表给定的日历字段：

字段值 含义
YEAR 年
MONTH 月（从0开始，可以+1使用）
DAY_OF_MONTH 月中的天（几号）
HOUR 时（12小时制）
HOUR_OF_DAY 时（24小时制）
MINUTE 分
SECOND 秒
DAY_OF_WEEK 周中的天（周几，周日为1，可以-1使用）

2.4.3.1 get/set方法

get方法用来获取指定字段的值，set方法用来设置指定字段的值，代码使用演示：

import java.util.Calendar;

public class CalendarUtil {
   
    public static void main(String[] args) {
   
     	demo01();
        demo02();
    }    
    
     /* public void set(int field, int value)：将给定的日历字段设置为给定值。 参数: int field:传递指定的日历字段(YEAR,MONTH...) int value:给指定字段设置的值 */
    private static void demo02() {
   
        //使用getInstance方法获取Calendar对象
        Calendar c = Calendar.getInstance();

        //设置年为9999
        c.set(Calendar.YEAR,9999);
        //设置月为9月
        c.set(Calendar.MONTH,9);
        //设置日9日
        c.set(Calendar.DATE,9);

        //同时设置年月日,可以使用set的重载方法
        c.set(8888,8,8); 

        int year = c.get(Calendar.YEAR);
        System.out.println(year); // 8888

        int month = c.get(Calendar.MONTH);
        System.out.println(month);//西方的月份0-11 东方:1-12 // 8

        int date = c.get(Calendar.DATE);
        System.out.println(date); // 8
    }

    /* public int get(int field)：返回给定日历字段的值。 参数:传递指定的日历字段(YEAR,MONTH...) 返回值:日历字段代表的具体的值 */
     private static void demo01() {
   
        //使用getInstance方法获取Calendar对象
        Calendar c = Calendar.getInstance();
        int year = c.get(Calendar.YEAR);
        System.out.println(year); // 2021

        int month = c.get(Calendar.MONTH);
        System.out.println(month);// 西方的月份0-11 东方: 1-12 // 7

        //int date = c.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
        int date = c.get(Calendar.DATE);
        System.out.println(date); // 5
    }
}

2.4.3.2 add方法

add方法可以对指定日历字段的值进行加减操作，如果第二个参数为正数则加上偏移量，如果为负数则减去偏移量。代码如：

import java.util.Calendar;

public class Demo08CalendarMethod {
   
    public static void main(String[] args) {
   
       demo03();
    }
    
    /* public abstract void add(int field, int amount)：根据日历的规则，为给定的日历字段添加或减去指定的时间量。 把指定的字段增加/减少指定的值 参数: int field:传递指定的日历字段(YEAR,MONTH...) int amount:增加/减少指定的值 正数:增加 负数:减少 */
    private static void demo03() {
   
        //使用getInstance方法获取Calendar对象
        Calendar c = Calendar.getInstance();

        //把年增加2年
        c.add(Calendar.YEAR,2);
        //把月份减少3个月
        c.add(Calendar.MONTH,-3);


        int year = c.get(Calendar.YEAR);
        System.out.println(year);  // 2023

        int month = c.get(Calendar.MONTH);
        System.out.println(month);//西方的月份0-11 东方:1-12 // 4

        //int date = c.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
        int date = c.get(Calendar.DATE);
        System.out.println(date);  // 5
    }
}

2.4.3.3 getTime方法

Calendar中的getTime方法并不是获取毫秒时刻，而是拿到对应的Date对象。

import java.util.Calendar;
import java.util.Date;

public class Demo09CalendarMethod {
   
    public static void main(String[] args) {
   
       demo04();
    }
      /* public Date getTime()：返回一个表示此Calendar时间值（从历元到现在的毫秒偏移量）的Date对象。 把日历对象,转换为日期对象 */
    private static void demo04() {
   
        //使用getInstance方法获取Calendar对象
        Calendar c = Calendar.getInstance();

        Date date = c.getTime();
        System.out.println(date); // Thu Aug 05 17:58:52 CST 2021

    }
}

小贴士：

​ 西方星期的开始为周日，中国为周一。

​ 在Calendar类中，月份的表示是以0-11代表1-12月。

​ 日期是有大小关系的，时间靠后，时间越大。

三、System类

java.lang.System类中提供了大量的静态方法，可以获取与系统相关的信息或系统级操作，在System类的API文档中，常用的方法有：

  • public static long currentTimeMillis()：返回以毫秒为单位的当前时间。
  • public static void arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length)：将数组中指定的数据拷贝到另一个数组中。

3.1 currentTimeMillis方法

实际上，currentTimeMillis方法就是 获取当前系统时间与1970年01月01日00:00点之间的毫秒差值

import java.util.Date;

public class SystemDemo {
   
    public static void main(String[] args) {
   
       	//获取当前时间毫秒值
        System.out.println(System.currentTimeMillis()); // 1628157838146
    }
    
}

练习

验证for循环打印数字1-9999所需要使用的时间（毫秒）

public class SystemTest1 {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        //程序执行前,获取一次毫秒值
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
   
            System.out.println(i);
        }
        //程序执行后,获取一次毫秒值
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("共耗时毫秒：" + (end - start)); //程序共耗时:105毫秒
    }
}

3.2 arraycopy方法

  • public static void arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length)：将数组中指定的数据拷贝到另一个数组中。

数组的拷贝动作是系统级的，性能很高。System.arraycopy方法具有5个参数，含义分别为：

参数序号 参数名称 参数类型 参数含义
1 src Object 源数组
2 srcPos int 源数组索引起始位置
3 dest Object 目标数组
4 destPos int 目标数组索引起始位置
5 length int 复制元素个数

练习

将src数组中前3个元素，复制到dest数组的前3个位置上复制元素前：src数组元素[1,2,3,4,5]，dest数组元素[6,7,8,9,10]复制元素后：src数组元素[1,2,3,4,5]，dest数组元素[1,2,3,9,10]

import java.util.Arrays;

public class Demo11SystemArrayCopy {
   
    public static void main(String[] args) {
   
         //定义源数组
        int[] src = new int[]{
   1,2,3,4,5};
        //定义目标数组
        int[] dest = new int[]{
   6,7,8,9,10};
        System.out.println("复制前:"+ Arrays.toString(dest)); // 复制前:[6, 7, 8, 9, 10]
        //使用System类中的arraycopy把源数组的前3个元素复制到目标数组的前3个位置上
        System.arraycopy(src,0,dest,0,3);
        System.out.println("复制后:"+ Arrays.toString(dest)); // 复制后:[1, 2, 3, 9, 10]
        
        /*代码运行后：两个数组中的元素发生了变化 src数组元素[1,2,3,4,5] dest数组元素[1,2,3,9,10] */
    }
}