1. 基本類型包裝類

大家回想下，在第三篇文章中我們學習Java中的基本數據類型時，說Java中有8種基本的數據類型，可是這些數據是基本數據，想對其進行複雜操作，變的很難。怎麼辦呢？

1.1 基本類型包裝類概述

在實際程式使用中，程式界面上用戶輸入的數據都是以字元串類型進行存儲的。而程式開發中，我們需要把字元串數據，根據需求轉換成指定的基本數據類型，如年齡需要轉換成int類型，考試成績需要轉換成double類型等。那麼，想實現字元串與基本數據之間轉換怎麼辦呢？

Java中提供了相應的對象來解決該問題，基本數據類型對象包裝類：java將基本數據類型值封裝成了對象。封裝成對象有什麼好處？可以提供更多的操作基本數值的功能。

8種基本類型對應的包裝類如下：

其中需要註意int對應的是Integer，char對應的Character，其他6個都是基本類型首字母大寫即可。

基本數據類型對象包裝類特點：用於在基本數據和字元串之間進行轉換。

將字元串轉成基本類型：

parseXXX(String s);其中XXX表示基本類型，參數為可以轉成基本類型的字元串，如果字元串無法轉成基本類型，將會發生數字轉換的問題 NumberFormatException

System.out.println(Integer.parseInt("123") + 2);
//列印結果為 125

將基本數值轉成字元串有3種方式：

　　基本類型直接與””相連接即可；34+""

　　調用String的valueOf方法；String.valueOf(34) ；

　　調用包裝類中的toString方法；Integer.toString(34) ；

1.2 基本類型和對象轉換

使用int類型與Integer對象轉換進行演示，其他基本類型轉換方式相同。

基本數值---->包裝對象：

Integer i = new Integer(4);//使用構造函數函數
Integer ii = new Integer("4");//構造函數中可以傳遞一個數字字元串

Integer iii = Integer.valueOf(4);//使用包裝類中的valueOf方法
Integer iiii = Integer.valueOf("4");//使用包裝類中的valueOf方法

包裝對象---->基本數值

int num = i.intValue();

1.3 自動裝箱拆箱

在需要的情況下，基本類型與包裝類型可以通用。有些時候我們必須使用引用數據類型時，可以傳入基本數據類型。

比如：

       基本類型可以使用運算符直接進行計算，但是引用類型不可以。而基本類型包裝類作為引用類型的一種卻可以計算，原因在於，Java”偷偷地”自動地進行了對象向基本數據類型的轉換。

       相對應的，引用數據類型變數的值必須是new出來的記憶體空間地址值，而我們可以將一個基本類型的值賦值給一個基本類型包裝類的引用。原因同樣在於Java又”偷偷地”自動地進行了基本數據類型向對象的轉換

　　　　自動拆箱：對象轉成基本數值

　　　　自動裝箱：基本數值轉成對象

Integer i = 4;//自動裝箱。相當於Integer i = Integer.valueOf(4);
i = i + 5;//等號右邊：將i對象轉成基本數值(自動拆箱) i.intValue() + 5; 加法運算完成後，再次裝箱，把基本數值轉成對象。

　　　　自動裝箱(byte常量池)細節的演示

當數值在byte範圍之內時，進行自動裝箱，不會新創建對象空間而是使用醫來已有的空間。

Integer a = new Integer(3);
Integer b = new Integer(3);
System.out.println(a==b);//false
System.out.println(a.equals(b));//true

System.out.println("---------------------");
Integer x = 127;
Integer y = 127;
//在jdk1.5自動裝箱時，如果數值在byte範圍之內，不會新創建對象空間而是使用原來已有的空間。
System.out.println(x==y); //true
System.out.println(x.equals(y)); //true

2. System類

2.1 概念

在API中System類介紹的比較簡單，我們給出定義，System中代表程式所在系統，提供了對應的一些系統屬性信息，和系統操作。

System類不能手動創建對象，因為構造方法被private修飾，阻止外界創建對象。System類中的都是static方法，類名訪問即可。在JDK中，有許多這樣的類。

2.2 常用方法

currentTimeMillis() 獲取當前系統時間與1970年01月01日00:00點之間的毫秒差值

exit(int status) 用來結束正在運行的Java程式。參數傳入一個數字即可。通常傳入0記為正常狀態，其他為異常狀態

gc() 用來運行JVM中的垃圾回收器，完成記憶體中垃圾的清除。

getProperty(String key) 用來獲取指定鍵(字元串名稱)中所記錄的系統屬性信息

arraycopy方法，用來實現將源數組部分元素複製到目標數組的指定位置

2.3 System類的方法練習

練習一：驗證for迴圈列印數字1-9999所需要使用的時間（毫秒）

public static void main(String[] args) {
     long start = System.currentTimeMillis();
    for (int i=0; i<10000; i++) {
         System.out.println(i);
    }
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("共耗時毫秒：" + (end-start) );
}

練習二：將src數組中前3個元素，複製到dest數組的前3個位置上

複製元素前：src數組元素[1,2,3,4,5]，dest數組元素[6,7,8,9,10]

複製元素後：src數組元素[1,2,3,4,5]，dest數組元素[1,2,3,9,10]

public static void main(String[] args) {
    int[] src = new int[]{1,2,3,4,5};
    int[] dest = new int[]{6,7,8,9,10};
    System.arraycopy( src, 0, dest, 0, 3);
    代碼運行後：兩個數組中的元素髮生了變化
    src數組元素[1,2,3,4,5]
    dest數組元素[1,2,3,9,10]
}

練習三：迴圈生成100-999之間的的三位數併進行列印該數，當該數能被10整除時，結束運行的程式

public static void main(String[] args){
    Random random = new Random();
    while(true){
        int number = random.nextInt(900)+100; //0-899 + 100
        if (nmumber % 10 == 0) {
            System.exit(0);
        }
    }
}

3. Math類

3.1 概念

Math 類是包含用於執行基本數學運算的方法的數學工具類，如初等指數、對數、平方根和三角函數。

類似這樣的工具類 ，其所有方法均為靜態方法，並且一般不會創建對象。如System類

工具類：代表能夠完成一系列功能的類，在使用它們時，不用創建對象，該類中方法為靜態方法

3.2 常用方法

abs方法,結果都為正數

double d1 = Math.abs(-5); // d1的值為5
double d2 = Math.abs(5); // d2的值為5

ceil方法，結果為比參數值大的最小整數的double值

double d1 = Math.ceil(3.3); //d1的值為 4.0
double d2 = Math.ceil(-3.3); //d2的值為 -3.0
double d3 = Math.ceil(5.1); // d3的值為 6.0

floor方法，結果為比參數值小的最大整數的double值

double d1 = Math.floor(3.3); //d1的值為3.0
double d2 = Math.floor(-3.3); //d2的值為-4.0
double d3 = Math.floor(5.1); //d3的值為 5.0

max方法，返回兩個參數值中較大的值

double d1 = Math.max(3.3, 5.5); //d1的值為5.5
double d2 = Math.max(-3.3, -5.5); //d2的值為-3.3

min方法，返回兩個參數值中較小的值

double d1 = Math.min(3.3, 5.5); //d1的值為3.3
double d2 = Math.max(-3.3, -5.5); //d2的值為-5.5

pow方法，返回第一個參數的第二個參數次冪的值

double d1 = Math.pow(2.0, 3.0); //d1的值為 8.0
double d2 = Math.pow(3.0, 3.0); //d2的值為27.0

round方法，返回參數值四捨五入的結果

double d1 = Math.round(5.5); //d1的值為6.0
double d2 = Math.round(5.4); //d2的值為5.0

random方法，產生一個大於等於0.0且小於1.0的double小數

double d1 = Math.random();

4. Arrays類

4.1 概念

此類包含用來操作數組（比如排序和搜索）的各種方法。需要註意，如果指定數組引用為 null，則訪問此類中的方法都會拋出空指針異常NullPointerException。

4.2 常用方法

sort方法，用來對指定數組中的元素進行排序（元素值從小到大進行排序）

//源arr數組元素{1,5,9,3,7}, 進行排序後arr數組元素為{1,3,5,7,9}
int[] arr = {1,5,9,3,7};
Arrays.sort( arr );

toString方法，用來返回指定數組元素內容的字元串形式

int[] arr = {1,5,9,3,7};
String str = Arrays.toString(arr); // str的值為[1, 3, 5, 7, 9]

binarySearch方法，在指定數組中，查找給定元素值出現的位置。若沒有查詢到，返回位置為-1。要求該數組必須是個有序的數組。

int[] arr = {1,3,4,5,6};
int index = Arrays.binarySearch(arr, 4); //index的值為2
int index2= Arrasy.binarySearch(arr, 2); //index2的值為-1

4.3 Arrays類的方法練習

練習一：定義一個方法，接收一個數組，數組中存儲10個學生考試分數，該方法要求返回考試分數最低的後三名考試分數。

public static int[] method(double[] arr){
    Arrays.sort(arr); //進行數組元素排序（元素值從小到大進行排序）
    int[] result = new int[3]; //存儲後三名考試分數
    System.arraycopy(arr, 0, result, 0, 3);//把arr數組前3個元素複製到result數組中
　　 return result;
}

5. 大數據運算

5.1 BigInteger

java中long型為最大整數類型,對於超過long型的數據如何去表示呢.在Java的世界中,超過long型的整數已經不能被稱為整數了,它們被封裝成BigInteger對象.在BigInteger類中,實現四則運算都是方法來實現,並不是採用運算符.

BigInteger類的構造方法:

構造方法中,採用字元串的形式給出整數

四則運算代碼：

public static void main(String[] args) {
      //大數據封裝為BigInteger對象
          BigInteger big1 = new BigInteger("12345678909876543210");
          BigInteger big2 = new BigInteger("98765432101234567890");
          //add實現加法運算
          BigInteger bigAdd = big1.add(big2);
          //subtract實現減法運算
          BigInteger bigSub = big1.subtract(big2);
          //multiply實現乘法運算
          BigInteger bigMul = big1.multiply(big2);
          //divide實現除法運算
          BigInteger bigDiv = big2.divide(big1);
}

5.2 BigDecimal

在程式中執行下列代碼,會出現什麼問題?

    System.out.println(0.09 + 0.01);

    System.out.println(1.0 - 0.32);

    System.out.println(1.015 * 100);

    System.out.println(1.301 / 100);

 double和float類型在運算中很容易丟失精度,造成數據的不准確性,Java提供我們BigDecimal類可以實現浮點數據的高精度運算

構造方法如下:

建議浮點數據以字元串形式給出,因為參數結果是可以預知的

實現加法減法乘法代碼如下: 

public static void main(String[] args) {
      //大數據封裝為BigDecimal對象
          BigDecimal big1 = new BigDecimal("0.09");
          BigDecimal big2 = new BigDecimal("0.01");
          //add實現加法運算
          BigDecimal bigAdd = big1.add(big2);
          
          BigDecimal big3 = new BigDecimal("1.0");
          BigDecimal big4 = new BigDecimal("0.32");
          //subtract實現減法運算
          BigDecimal bigSub = big3.subtract(big4);
          
          BigDecimal big5 = new BigDecimal("1.105");
          BigDecimal big6 = new BigDecimal("100");
          //multiply實現乘法運算
          BigDecimal bigMul = big5.multiply(big6);
}

對於浮點數據的除法運算,和整數不同,可能出現無限不迴圈小數,因此需要對所需要的位數進行保留和選擇舍入模式