一、包装类 (Wrapper Class)

1. 基本介绍

• 目的：为八种基本数据类型提供对应的引用类型，使其具有类的特性（如调用方法）。

• 分类：

  • Boolean, Character (继承关系特殊)
  • Byte, Short, Integer, Long, Float, Double (均继承自 Number 类)

2. 装箱与拆箱

• 装箱：基本类型 → 包装类型。

• 拆箱：包装类型 → 基本类型。

• JDK5前后：

  • JDK5前：手动 (new Integer() / intValue() )。
  • JDK5后：自动（编译器完成，底层调用 valueOf() 和 xxxValue()）。

3. 与String类型的转换

• 包装类 → String：

  1. Integer i = 100; String str1 = i + “”;
  2. String str2 = i.toString();
  3. String str3 = String.valueOf(i);

• String → 包装类：

  1. Integer i1 = Integer.parseInt(“123”); (返回 int，可自动装箱)
  2. Integer i2 = new Integer(“123”);

4. 常用方法与面试题

• Integer/Character常用方法：

  • Integer.parseInt(String s)
  • Character.isDigit(char ch) / isLetter() / isUpperCase() / isLowerCase()
  • Character.toUpperCase(char ch) / toLowerCase()

• 重要面试题（Integer缓存机制）：

  • Integer 类在 -128 到 127 之间有一个缓存数组。
  • 通过自动装箱或 Integer.valueOf() 在这个范围内取值，会直接返回缓存中的对象。
  • 例如：Integer i1 = 127; Integer i2 = 127; 则 i1 == i2 为 true。Integer i3 = 128; Integer i4 = 128; 则 i3 == i4 为 false。

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二、String 类

1. 基本特性

• final 类，不可被继承。
• 实现了 Serializable (可序列化) 和 Comparable (可比较) 接口。
• 用于保存字符串，底层是 private final char value[] (JDK8及之前) 或 byte[] (JDK9及之后)。
• 不可变性：value 数组引用地址不可变，内容可变但不会影响已创建的String对象。任何修改都会创建新对象。

2. 创建对象的两种方式与内存分配

1. 直接赋值：String s = “hsp”;

   • 先从常量池查找是否有 ”hsp”，有则直接指向；无则创建后指向。
   • s 指向常量池地址。

2. 调用构造器：String s = new String(“hsp”);

   • 先在堆中创建对象，其 value 属性指向常量池中的 ”hsp” (若无则创建)。
   • s 指向堆中对象地址。

3. 字符串的特性与面试题

• 常量相加：String s = “a” + “b”; 编译器会优化为 ”ab”，在常量池中只生成一个对象。

• 变量相加：String a = “a”; String b = “b”; String c = a + b;

  • 底层使用 StringBuilder 进行 append 操作，最后 toString() 返回一个新对象在堆中。
  • c 指向堆地址。

• intern() 方法：返回字符串在常量池中的地址。

  • 如果常量池已包含该字符串，则返回池中地址。
  • 否则，将该字符串对象添加到池中，并返回此对象的引用。

4. 常用方法

• 比较：equals, equalsIgnoreCase, compareTo
• 查找：indexOf, lastIndexOf, charAt
• 截取/替换：substring, replace
• 转换：toUpperCase, toLowerCase, toCharArray
• 分割/拼接：split (注意转义), concat
• 格式化：String.format(“格式”, 参数…) (占位符: %s, %d, %.2f, %c)
• 其他：trim, length, isEmpty

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三、StringBuffer 与 StringBuilder

1. 基本介绍

• 共同点：代表可变的字符序列，是对String在需要频繁修改时效率低下的补充。底层也是 char[] 存储，但非final，可扩容。
• 关系：均继承自 AbstractStringBuilder。

2. 三者对比

特性	String	StringBuffer	StringBuilder
可变性	不可变 (final char[])	可变	可变
线程安全	安全 (不可变)	安全(方法有 synchronized 修饰)	不安全
效率	低 (频繁修改会创建大量对象)	较高	最高
使用场景	少量字符串操作，或作为常量	多线程环境下大量字符串操作	单线程环境下大量字符串操作

3. StringBuffer/StringBuilder 常用方法

• 增：append
• 删：delete(start, end)
• 改：replace(start, end, str), setCharAt
• 查：indexOf
• 插：insert(offset, str)
• 长度：length
• 遍历：for() + charAt()

4. 相互转换

• String → StringBuffer/StringBuilder：

  1. 构造器：new StringBuffer(String str)
  2. append：new StringBuffer().append(str)

• StringBuffer/StringBuilder → String：

  1. toString() 方法
  2. 构造器：new String(StringBuffer sb)

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四、Math 类

• 基本介绍：包含用于执行基本数学运算的静态方法。

• 常用方法：

  • abs (绝对值)
  • pow (求幂)
  • ceil (向上取整)
  • floor (向下取整)
  • round (四舍五入)
  • sqrt (开平方)
  • random (随机数，范围 [0.0, 1.0))
  • max, min (求最值)

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五、Arrays 类

• 基本介绍：包含一系列操作数组的静态方法。

• 常用方法：

  • toString (返回数组字符串形式)
  • sort (排序，支持自然排序和定制排序——通过 Comparator 接口)
  • binarySearch (二分查找，数组必须有序)
  • copyOf (数组复制)
  • fill (数组填充)
  • equals (比较两数组内容)
  • asList (将一组值转为 List)

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六、System、BigInteger、BigDecimal

1. System 类

• 常用方法：

  • exit (退出程序)
  • arraycopy (复制数组，底层高效)
  • currentTimeMillis (获取当前时间戳毫秒数)
  • gc (运行垃圾回收)

2. BigInteger

• 应用场景：存储、运算超大整数 (超出 long 范围)。
• 运算：使用对应方法，如 add, subtract, multiply, divide。

3. BigDecimal

• 应用场景：存储、运算高精度浮点数，解决浮点数运算精度丢失问题。
• 运算：使用对应方法。
• 除法注意：可能抛出 ArithmeticException (无限循环小数)，需指定精度 BigDecimal.ROUND_CEILING 等。

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七、日期类

1. 第一代：Date & SimpleDateFormat

• Date：表示特定瞬间，精确到毫秒。大部分方法已过时。

• SimpleDateFormat：用于格式化和解析日期。

  • 格式化：Date → String (format 方法)
  • 解析：String → Date (parse 方法，需处理异常)

2. 第二代：Calendar

• 抽象类，用于字段操作 (YEAR, MONTH 等)。
• 缺点：可变、偏移性 (月从0开始)、格式化不便、非线程安全。

3. 第三代 (JDK8)：LocalDate, LocalTime, LocalDateTime

• 核心类：不可变、线程安全、设计合理。

  • LocalDate：只含日期。
  • LocalTime：只含时间。
  • LocalDateTime：含日期和时间。

• Instant：时间戳。

• DateTimeFormatter：格式化类 (替代 SimpleDateFormat)。

• 优点：方法丰富 (plusDays, minusHours 等)，无偏移问题。