Java 工具类（知识整理）

一、Scanner 工具类

java.util.Scanner中的工具类
Scanner 类扫描控制台输入，里面集成了一些方法去读取输入的内容,方法如下：

// 创建 Scanner 对象，从标准输入流中读取数据，其中 System.in 返回的是一个字节输入流。
Scanner scanner = new Scanner(System.in);//nextLine() 方法会扫描输入流中的字符，直到遇到行末尾的换行符 \n，然后将该行的内容作为字符串返回，同时，nextLine() 会将 Scanner 对象的位置移动到下一行的开头，以便下一次读取数据时从下一行的开头开始读取
String line = scanner.nextLine();//nextInt() 用于从输入流中读取下一个整数并返回，如果输入流中没有整数，或者不是整数，将抛出 InputMismatchException 异常。
int a = scanner.nextInt();sboolean hasNext()：检查输入流是否还有下一个标记。
boolean hasNextLine()：检查输入流是否还有下一行。
String next()：读取输入流中的下一个标记（使用默认的分隔符，通常是空格或换行符）。
double nextDouble()：读取输入流中的下一个双精度浮点数。//scanner 对象的构造方法中还包含着读取file对象，读取后可以使用上面方法对文件中的数据进行检索Scanner scanner = new Scanner(file);//正则表达式中的 \Z 表示输入的结尾，也就是文件结束符。在 Scanner 类中，我们可以使用 \Z 作为分隔符，以便读取整个文件内容。scanner.useDelimiter("\\Z");//当然后续还有4个findxxx方法可以去查找匹配项

二、Arrays 工具类

数组专用的工具类 java.util.Arrays，其提供了静态方法供数组进行操作，如下：

/**** 创建数组：* copyOf，复制指定的数组，截取或用 null 填充* copyOfRange，复制指定范围内的数组到一个新的数组* fill，对数组进行填充*/
String[] intro = new String[] { "沉", "默", "王", "二" };
String[] stutter = new String[4];
String[] revised = Arrays.copyOf(intro, 3);                //复制前3个
String[] abridgement = Arrays.copyOfRange(intro, 0, 3);    //复制索引 0到3
Arrays.fill(stutter, "沉默王二");                           //填充4个内容到数组/*** 比较数组：* equals(str1，str2);   数组类型，长度，内容都进行比较* hashCode();  比较严谨** 数组排序：* Arrays.sort(sorted);** 数组检索：进行二分查找，可以精确检索，也可以模糊检索，比如说忽略大小写* Arrays.binarySearch(sorted, "wang");** 数组转流* Arrays 类的 stream() 方法可以将数组转换成流，而流的中集成了一些操作集，方便对数据进行各自处理** 打印数组：* Arrays.toString()** 数组转List：* String[] intro = new String[] { "沉", "默", "王", "二" };* List<String> rets = Arrays.asList(intro);* 但是Arrays.asList返回的是 java.util.Arrays.ArrayList，并不是 java.util.ArrayList，它的长度是固定的，无法进行元素的删除或者添加。正确的转化如下：* List<String> rets1 = new ArrayList<>(Arrays.asList(intro)); * * parallelPrefix：用于在数组上进行并行前缀运算，并填充计算结果* setAll：用于初始化数组元素，填充每个元素的值基于其索引。*果/

三、StringUtils 工具类

org.apache.commons.lang3包下的StringUtils工具类

提供了多个封装的静态方法对于string对象进行处理：（详细查看官网文档）

trim(String str)：去除字符串首尾的空白字符。
trimToEmpty(String str)：去除字符串首尾的空白字符，如果字符串为 - null，则返回空字符串。
trimToNull(String str)：去除字符串首尾的空白字符，如果结果为空字- 符串，则返回 null。
equals(String str1, String str2)：比较两个字符串是否相等。
equalsIgnoreCase(String str1, String str2)：比较两个字符串是否- 相等，忽略大小写。
startsWith(String str, String prefix)：检查字符串是否以指定的前- 缀开头。
endsWith(String str, String suffix)：检查字符串是否以指定的后缀- 结尾。
contains(String str, CharSequence seq)：检查字符串是否包含指定的- 字符序列。
indexOf(String str, CharSequence seq)：返回指定字符序列在字符串- 中首次出现的索引，如果没有找到，则返回 -1。
lastIndexOf(String str, CharSequence seq)：返回指定字符序列在字- 符串中最后一次出现的索引，如果没有找到，则返回 -1。
substring(String str, int start, int end)：截取字符串中指定范围的子串。
replace(String str, String searchString, String replacement)：- 替换字符串中所有出现的搜索字符串为指定的替换字符串。
replaceAll(String str, String regex, String replacement)：使用- 正则表达式替换字符串中所有匹配的部分。
join(Iterable<?> iterable, String separator)：使用指定的分隔符- 将可迭代对象中的元素连接为一个字符串。
split(String str, String separator)：使用指定的分隔符将字符串分- 割为一个字符串数组。
capitalize(String str)：将字符串的第一个字符转换为大写。
uncapitalize(String str)：将字符串的第一个字符转换为小写。

四、Objects工具类

在 Java 中，所有的类都默认继承自 Object 类

对象判空
- 下面两者方法根据对象是否为空，返回的是 true 和 false，在开发过程中还需要添加 if 判断进行输出异常信息；
- Objects 的 isNull 方法用于判断对象是否为空；
- nonNull 方法判断对象是否不为空；

对象为空时抛出异常

Objects 的 requireNonNull 方法可以在判断对象为空时，抛出信息；不为空时，正常输出对象值；
支持重构抛出的信息

Integer integer1 = new Integer(128);Objects.requireNonNull(integer1);
Objects.requireNonNull(integer1, "参数不能为空");               //右边自定义信息
Objects.requireNonNull(integer1, () -> "参数不能为空");/*使用 Supplier<String>  作为错误消息提供者，而不是直接使用 String，主要是为了性能优化，尤其是在 错误消息构建成本较高 的情况下；上边使用自定义消息会在调用requireNonNull()方法时 创建字符串，增加内存资源，而使Supplier的话，只是作为形参的形式传递到，不会执行生成错误信息，只有当对象为空时才会创建，避免无效的创建；*/

判断两个对象是否相等
- 数值类型：基本类型使用 “==” 进行比较内容、使用 “equals();" 编译器报错，因为基本数据类型不是对象；
- 包装类使用 equals()；进行内容比较、使用 “==” 比较的是引用 (即对象内存地址)；
- 字符串类型对象：使用 equals() 方法比较内容，使用 Objects.equals() 安全处理 null、使用 “==” 比较的是引用 (即对象内存地址)；
- 自定义对象类型：重写 equals() 方法以实现内容比较，使用 equals() 方法进行比较，如下所示；
```
  @Overridepublic boolean equals(Object obj) {if (this == obj) {return true;}if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) {return false;}Person person = (Person) obj;return age == person.age && Objects.equals(name, person.name);}
```
获取对象的 hashCode
- 在 Java 中，hashCode() 方法是 Object 类中定义的一个方法，用于返回对象的哈希码值。哈希码是一个整数，它代表了对象在内存中的一种近似表示
  - 如果两个对象的 equals() 方法返回 true，那么它们的 hashCode() 方法必须返回相同的值。这是 Java 规范的要求，否则哈希表将无法正常工作
  - 两个对象的 hashCode() 方法返回相同的值，但它们的 equals() 方法可能返回 false。这意味着这两个对象在哈希表中的位置可能相同，但它们的内容并不相等。
- 主要用于支持哈希表，可以使用哈希算法来快速查找、插入和删除元素；
- 工作原理：哈希表通过将对象的哈希码映射到表中的一个位置来存储对象。当需要查找一个对象时，哈希表会先计算出对象的哈希码，然后根据哈希码找到对象在表中的位置，从而快速找到对象。
- 用法：
```
  String str = new String("沉默王二");System.out.println(Objects.hashCode(str)); // 结果867758096
```

比较两个对象

在 Java 中，Object.compare 方法是一个静态方法，定义在 Java.util.Object 类中。方法签名如下：

  public static <T> int compare(T a, T b, Comparator<? super T> c)

接受两个比较对象和一个比较器，比较器得重写自定义内部规则。示例如下所示：

  Person person1 = new Person("itwanger", 30);Person person2 = new Person("chenqingyang", 25);// 创建一个比较器，用于比较 Person 对象的年龄Comparator<Person> ageComparator = Comparator.comparingInt(Person::getAge);// 使用 Objects.compare 方法比较两个 Person 对象的年龄int ageComparisonResult = Objects.compare(person1, person2, ageComparator);System.out.println("年龄排序: " + ageComparisonResult);

比较两个数组
- 比较一维数组和二维数组，调用Object.deepEquals(数组对象，数组对象),如果判断成功返回 true ，失败返回 false；

五、Collections工具类

Collections 是 JDK 提供的一个工具类，位于 java.util 包下。相当于集合框架的管家，内部含多种集合封装的静态方法。

除了JDK原生的Collections工具类，其在一些主流的框架里面也是有对应的工具包，如Spring的org.springframework.util包下的 CollectionUtils 工具类和 Apache的org.apache.commons.collections包下的 CollectionUtils 工具类。

以下是部分操作方法（详细去查看官方文档）

/*** 1. 排序操作：*  reverse(List list)：反转顺序*  shuffle(List list)：洗牌，将顺序打乱*  sort(List list)：自然升序*  sort(List list, Comparator c)：按照自定义的比较器排序*  swap(List list, int i, int j)：将 i 和 j 位置的元素交换位置* * 2. 查找操作：* binarySearch(List list, Object key)：二分查找法，前提是 List 已经排序过了* max(Collection coll)：返回最大元素* max(Collection coll, Comparator comp)：根据自定义比较器，返回最大元素* min(Collection coll)：返回最小元素* min(Collection coll, Comparator comp)：根据自定义比较器，返回最小元素* fill(List list, Object obj)：使用指定对象填充* frequency(Collection c, Object o)：返回指定对象出现的次数* * 3. 同步操作：* HashMap 是线程不安全的，这个我们前面讲到了。那其实 ArrayList 也是线程不安全的，没法在多线程环境下使用，那 Collections 工具类中提供了多个 synchronizedXxx 方法，这些方法会返回一个同步的对象，从而解决多线程中访问集合时的安全问题。* SynchronizedList synchronizedList = Collections.synchronizedList(list);** /

六、Hutool 工具包

官方:https://hutool.cn/
Hutool 是一个开源的工具包，其内部集成了各种各样封装好的库。Hutool 对不仅对 JDK 底层的文件、流、加密解密、转码、正则、线程、XML等做了封装，还提供了以下这些组件：

更多需求查看其官方文档，里面内容包含了各自api使用说明。

七、Guava 工具库

开发者：Google
功能：
- 提供集合、缓存、并发工具、字符串处理、I/O 操作等多种功能。
- 提供了强大的集合框架，如 ImmutableList、Multimap、BiMap 等。
- 支持缓存机制（Cache 和 LoadingCache），允许高效的数据存储和访问。
- 提供了函数式编程的支持，如 Function、Predicate 等。
- 有助于简化常见的编程任务，减少样板代码。
优点
- 功能丰富且经过广泛测试。
- 提供了高效的集合和缓存实现。
- 适合需要高性能和复杂数据结构的应用。

官方文档：https://wizardforcel.gitbooks.io/guava-tutorial/content/1.html