我的 Java 入门进阶之路 （三）常用API（上）

一、 API：

1.1、概述：

API(ApplicationProgrammingInterface)，应用程序编程接口。JavaAPI是一本程序员的字典，是JDK中提供给我们使用的类的说明文档。这些类将底层的代码实现封装了起来，我们不需要关心这些类是如何实现的，只需要学习这些类如何使用即可。所以我们可以通过查询API的方式，来学习Java提供的类，并得知如何使用它们。

1.2、API使用步骤：

二、 Scanner类：

了解了API的使用方式，我们通过Scanner类，熟悉一下查询API，并使用类的步骤。

2.1、什么是Scanner类？

其余构造方法和参数查阅 JDK API。

2.2、引用类型的使用步骤：

• 导包



• 创建对象：

• 调用方法：

2.3、Scanner使用步骤：

• 查看类 ：import java.util.Scanner; 该类需要import导入后使用。（如果是IDEA编译器不需要导包，当写入API时自动会导包）
• 查看构造方法：public Scanner(InputStreamsource)：构造一个新的 Scanner，它生成的值是从指定的输入流扫描的。
• 查看成员方法： publicintnextInt()：将输入信息的下一个标记扫描为一个 int值。

使用Scanner类，完成接收键盘录入数据的操作，代码如下：

/*
Scanner类的功能：可以实现键盘输入数据，到程序当中。

引用类型的一般使用步骤：

1. 导包
import 包路径.类名称;
如果需要使用的目标类，和当前类位于同一个包下，则可以省略导包语句不写。
只有java.lang包下的内容不需要导包，其他的包都需要import语句。

2. 创建
类名称 对象名 = new 类名称();

3. 使用
对象名.成员方法名()

获取键盘输入的一个int数字：int num = sc.nextInt();
获取键盘输入的一个字符串：String str = sc.next();
 */
import java.util.Scanner; // 1. 导包

public class DemoScanner {

    public static void main(String[] args) {
        // 2. 创建
        // 备注：System.in代表从键盘进行输入
        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        // 3. 获取键盘输入的int数字
        int num = sc.nextInt();
        System.out.println("输入的int数字是：" + num);

        // 4. 获取键盘输入的字符串
        String str = sc.next();
        System.out.println("输入的字符串是：" + str);
    }

}

小知识: 为什么 sc.next() 是输入字符串呢，而不是sc.nextString() 输入字符串呢？ 因为本身Scanner输入的所有数据都是字符串，通过sc.nextInt()，转化成 Int类型 ， 所以要想输入字符串，不需要转换，直接sc.next()即可。

三、 Random类：

3.1、什么是Random类：

3.2、Random使用步骤：

• 查看类 ：import java.util.Random; 该类需要import导入后使用。（如果是IDEA编译器不需要导包，当写入API时自动会导包）
• 查看构造方法：public Random()：构造一个新的 Scanner，它生成的值是从指定的输入流扫描的。
• 查看成员方法： public int nextInt(int n)：返回一个伪随机数，范围在 0（包括）和 指定值n（不包括）之间的int值 ( [0,n) )。

使用Random类，取到[1,n]的随机数操作，代码如下：

/*
题目要求：
根据int变量n的值，来获取随机数字，范围是[1,n]，可以取到1也可以取到n。

思路：
1. 定义一个int变量n，随意赋值
2. 要使用Random：三个步骤，导包、创建、使用
3. 如果写10，那么就是0~9，然而想要的是1~10，可以发现：整体+1即可。
4. 打印随机数字
 */
public class DemoRandom {

    public static void main(String[] args) {
        int n = 5;
        Random r = new Random();

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            // 本来范围是[0,n)，整体+1之后变成了[1,n+1)，也就是[1,n]
            int result = r.nextInt(n) + 1;
            System.out.println(result);
        }

    }

}

小技巧（IDEA）：快速生成 指定for循环： 比如说要生成 循环100次的for，可以键盘输入100.fori回车,即可生成，又不如要生成 Array.length个 for循环，键盘输入 Array.length.fori回车即可。
备注：创建一个Random对象，每次调用nextInt()方法，都会生成一个随机数

猜数字小游戏：

游戏开始时，会随机生成一个1-100之间的整数number。玩家猜测一个数字guessNumber，会与number作比较，系统提示大了或者小了，直到玩家猜中，游戏结束。

import java.util.Random;
import java.util.Scanner;

/*
题目：
用代码模拟猜数字的小游戏。

思路：
1. 首先需要产生一个随机数字，并且一旦产生不再变化。用Random的nextInt方法
2. 需要键盘输入，所以用到了Scanner
3. 获取键盘输入的数字，用Scanner当中的nextInt方法
4. 已经得到了两个数字，判断（if）一下：
    如果太大了，提示太大，并且重试；
    如果太小了，提示太小，并且重试；
    如果猜中了，游戏结束。
5. 重试就是再来一次，循环次数不确定，用while(true)。
 */
public class Demo04RandomGame {

    public static void main(String[] args) {
        Random r = new Random();
        int randomNum = r.nextInt(100) + 1; // [1,100]
        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        while (true) {
            System.out.println("请输入你猜测的数字：");
            int guessNum = sc.nextInt(); // 键盘输入猜测的数字

            if (guessNum > randomNum) {
                System.out.println("太大了，请重试。");
            } else if (guessNum < randomNum) {
                System.out.println("太小了，请重试。");
            } else {
                System.out.println("恭喜你，猜中啦！");
                break; // 如果猜中，不再重试
            }
        }

        System.out.println("游戏结束。");
    }

}

四、 ArrayList 集合类：

4.1、什么是ArrayList：

• ArrayList 是一个数组队列，相当于 动态数组。与Java中的数组相比，它的容量能动态增长。它继承于AbstractList，实现了List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable这些接口。
• ArrayList 继承了AbstractList，实现了List。它是一个数组队列，提供了相关的添加、删除、修改、遍历等功能。
• ArrayList 实现了RandmoAccess接口，即提供了随机访问功能。RandmoAccess是java中用来被List实现，为List提供快速访问功能的。在ArrayList中，我们即可以通过元素的序号快速获取元素对象；这就是快速随机访问。
• ArrayList 实现了Cloneable接口，即覆盖了函数clone()，能被克隆。
• ArrayList 实现java.io.Serializable接口，这意味着ArrayList支持序列化，能通过序列化去传输。
• 和Vector不同，ArrayList中的操作不是线程安全的！所以，建议在单线程中才使用ArrayList，而在多线程中可以选择Vector或者CopyOnWriteArrayList。

4.2、引入对象数组概念：

使用学生数组，存储三个学生对象，代码如下：

public class Student {

    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

到目前为止，我们想存储对象数据，选择的容器，只有对象数组。而数组的长度是固定的，无法适应数据变化的需求。为了解决这个问题，Java提供了另一个容器java.util.ArrayList集合类,让我们可以更便捷的存储和操作对象数据。

4.3、ArrayList使用步骤：

• 查看类：java.util.ArrayList <E> ：该类需要import导入使后使用。

< E >，表示一种指定的数据类型，叫做泛型。E，取自Element（元素）的首字母。在出现 E 的地方，我们使用一种引用数据类型将其替换即可，表示我们将存储哪种引用类型的元素。代码如下：

ArrayList<String>，ArrayList<Student>

• 查看构造方法: publicArrayList()： 构造一个内容为空的集合。
  基本格式:
  ArrayList<String> list= new ArrayList<String>() 注意： 在JDK7后,右侧泛型的尖括号之内可以留空，但是< >仍然要写。简化格式：
  ArrayList<String>list=newArrayList<>();
• 查看成员方法: public boolean add(E e) ：将指定的元素添加到此集合的尾部。参数E e，在构造ArrayList 对象时，指定了什么数据类型，那么add(E e)方法中，只能添加什么数据类型的对象。

使用ArrayList类，存储四个字符串元素，代码如下:

import java.util.ArrayList;

/*
数组的长度不可以发生改变。
但是ArrayList集合的长度是可以随意变化的。

对于ArrayList来说，有一个尖括号<E>代表泛型。
泛型：也就是装在集合当中的所有元素，全都是统一的什么类型。
注意：泛型只能是引用类型，不能是基本类型。

 */
public class DemoArrayList {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建了一个ArrayList集合，集合的名称是list，里面装的全都是String字符串类型的数据
        // 备注：从JDK 1.7+开始，右侧的尖括号内部可以不写内容，但是<>本身还是要写的。
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        System.out.println(list); // []

        // 向集合当中添加一些数据，需要用到add方法。
        list.add("赵丽颖");
        System.out.println(list); // [赵丽颖]

        list.add("迪丽热巴");
        list.add("古力娜扎");
        list.add("玛尔扎哈");
        System.out.println(list); // [赵丽颖, 迪丽热巴, 古力娜扎, 玛尔扎哈]

        //list.add(100); // 错误写法！因为创建的时候尖括号泛型已经说了是字符串，添加进去的元素就必须都是字符串才行
    }

}

注意事项：

对于ArrayList集合来说，直接打印得到的不是地址值，而是内容。
如果内容是空，得到的是空的中括号：[ ]

4.4、常用方法和遍历：

这些都是最基本的方法，操作非常简单，代码如下：

import java.util.ArrayList;

/*
ArrayList当中的常用方法有：

public boolean add(E e)：向集合当中添加元素，参数的类型和泛型一致。返回值代表添加是否成功。
备注：对于ArrayList集合来说，add添加动作一定是成功的，所以返回值可用可不用。
但是对于其他集合（今后学习）来说，add添加动作不一定成功。

public E get(int index)：从集合当中获取元素，参数是索引编号，返回值就是对应位置的元素。

public E remove(int index)：从集合当中删除元素，参数是索引编号，返回值就是被删除掉的元素。

public int size()：获取集合的尺寸长度，返回值是集合中包含的元素个数。
 */
public class DemoArrayListMethod {

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        System.out.println(list); // []

        // 向集合中添加元素：add
        boolean success = list.add("柳岩");
        System.out.println(list); // [柳岩]
        System.out.println("添加的动作是否成功：" + success); // true

        list.add("高圆圆");
        list.add("赵又廷");
        list.add("李小璐");
        list.add("贾乃亮");
        System.out.println(list); // [柳岩, 高圆圆, 赵又廷, 李小璐, 贾乃亮]

        // 从集合中获取元素：get。索引值从0开始
        String name = list.get(2);
        System.out.println("第2号索引位置：" + name); // 赵又廷

        // 从集合中删除元素：remove。索引值从0开始。
        String whoRemoved = list.remove(3);
        System.out.println("被删除的人是：" + whoRemoved); // 李小璐
        System.out.println(list); // [柳岩, 高圆圆, 赵又廷, 贾乃亮]

        // 获取集合的长度尺寸，也就是其中元素的个数
        int size = list.size();
        System.out.println("集合的长度是：" + size);
    }

}

4.5、如何存储基本数据类型：

ArrayList对象不能存储基本类型，只能存储引用类型的数据。类似<int>不能写，但是存储基本数据类型对应的包装类型是可以的。所以，想要存储基本类型数据，<>中的数据类型，必须转换后才能编写，转换写法如下：

我们发现，只有Integer和Character需要特殊记忆，其他基本类型只是首字母大写即可。那么存储基本类型数据，代码如下：

import java.util.ArrayList;

/*
如果希望向集合ArrayList当中存储基本类型数据，必须使用基本类型对应的“包装类”。

基本类型    包装类（引用类型，包装类都位于java.lang包下）
byte        Byte
short       Short
int         Integer     【特殊】
long        Long
float       Float
double      Double
char        Character   【特殊】
boolean     Boolean

从JDK 1.5+开始，支持自动装箱、自动拆箱。

自动装箱：基本类型 --> 包装类型
自动拆箱：包装类型 --> 基本类型
 */
public class Demo05ArrayListBasic {

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> listA = new ArrayList<>();
        // 错误写法！泛型只能是引用类型，不能是基本类型
        // ArrayList<int> listB = new ArrayList<>();

        ArrayList<Integer> listC = new ArrayList<>();
        listC.add(100);
        listC.add(200);
        System.out.println(listC); // [100, 200]

        int num = listC.get(1);
        System.out.println("第1号元素是：" + num);
    }

}

4.6、ArrayList相关练习：

• 对象添加到集合并遍历：

public class Student {

    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

import java.util.ArrayList;

/*
题目：
自定义4个学生对象，添加到集合，并遍历。

思路：
1. 自定义Student学生类，四个部分。
2. 创建一个集合，用来存储学生对象。泛型：<Student>
3. 根据类，创建4个学生对象。
4. 将4个学生对象添加到集合中：add
5. 遍历集合：for、size、get
 */
public class DemoArrayListStudent {

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Student> list = new ArrayList<>();

        Student one = new Student("洪七公", 20);
        Student two = new Student("欧阳锋", 21);
        Student three = new Student("黄药师", 22);
        Student four = new Student("段智兴", 23);

        list.add(one);
        list.add(two);
        list.add(three);
        list.add(four);

        // 遍历集合
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            Student stu = list.get(i);
            System.out.println("姓名：" + stu.getName() + "，年龄" + stu.getAge());
        }
    }

}

• 打印集合方法：

import java.util.ArrayList;
/*
题目：
定义以指定格式打印集合的方法(ArrayList类型作为参数)，使用{}扩起集合，使用@分隔每个元素。
格式参照 {元素@元素@元素}。

System.out.println(list);       [10, 20, 30]
printArrayList(list);           {10@20@30}
 */
public class DemoArrayListPrint {

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("张三丰");
        list.add("宋远桥");
        list.add("张无忌");
        list.add("张翠山");
        System.out.println(list); // [张三丰, 宋远桥, 张无忌, 张翠山]

        printArrayList(list);
    }

    /*
    定义方法的三要素
    返回值类型：只是进行打印而已，没有运算，没有结果；所以用void
    方法名称：printArrayList
    参数列表：ArrayList
     */
    public static void printArrayList(ArrayList<String> list) {
        // {10@20@30}
        System.out.print("{");
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            String name = list.get(i);
            if (i == list.size() - 1) {
                System.out.println(name + "}");
            } else {
                System.out.print(name + "@");
            }
        }
    }

}

按要求获取集合方法：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;

/*
题目：
用一个大集合存入20个随机数字，然后筛选其中的偶数元素，放到小集合当中。
要求使用自定义的方法来实现筛选。

分析：
1. 需要创建一个大集合，用来存储int数字：<Integer>
2. 随机数字就用Random nextInt
3. 循环20次，把随机数字放入大集合：for循环、add方法
4. 定义一个方法，用来进行筛选。
筛选：根据大集合，筛选符合要求的元素，得到小集合。
三要素
返回值类型：ArrayList小集合（里面元素个数不确定）
方法名称：getSmallList
参数列表：ArrayList大集合（装着20个随机数字）
5. 判断（if）是偶数：num % 2 == 0
6. 如果是偶数，就放到小集合当中，否则不放。
 */
public class DemoArrayListReturn {

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> bigList = new ArrayList<>();
        Random r = new Random();
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            int num = r.nextInt(100) + 1; // 1~100
            bigList.add(num);
        }

        ArrayList<Integer> smallList = getSmallList(bigList);

        System.out.println("偶数总共有多少个：" + smallList.size());
        for (int i = 0; i < smallList.size(); i++) {
            System.out.println(smallList.get(i));
        }
    }

    // 这个方法，接收大集合参数，返回小集合结果
    public static ArrayList<Integer> getSmallList(ArrayList<Integer> bigList) {
        // 创建一个小集合，用来装偶数结果
        ArrayList<Integer> smallList = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < bigList.size(); i++) {
            int num = bigList.get(i);
            if (num % 2 == 0) {
                smallList.add(num);
            }
        }
        return smallList;
    }

}

未完待续 … . . …