JavaSE_day10_初识API丶常用类（Scanner丶Random丶ArrayList）

API概述

API(Application Programming Interface)，应用程序编程接口。Java API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。

API使用步骤

1. 打开帮助文档。
2. 点击显示，找到索引，看到输入框。
3. 你要找谁？在输入框里输入，然后回车。
4. 看包。java.lang下的类不需要导包，其他需要。
5. 看类的解释和说明。
6. 学习构造方法
7. 使用成员方法/变量

引用类型使用步骤

1：导包

使用import关键字导包，在类的所有代码之前导包，引入要使用的类型，java.lang包下的所有类无需导入。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。

• 格式：import 包名.类名;

2：创建对象

使用该类的构造方法，创建一个该类的对象。

• 格式：数据类型 变量名 = new 数据类型(参数列表);

3：调用方法/变量名称

调用该类的成员方法，完成指定功能。

• 格式：变量名.方法名();
• 格式：变量名.变量名();

关键字—package

package语句作为Java源文件的第一条语句，指明该文件中定义的类所在 的包。(若缺省该语句，则指定为无名包)。它的格式为： package 顶层包名.子包名 ;

package demo01;//指定类Person属于包demo01
 
class Person { // 定义Person类
    private String name;
    private int age;
 
 
}

包对应于文件系统的目录，package语句中，用 “.” 来指明包(目录)的层次；

包通常用小写单词标识。通常使用所在公司域名的倒置：com.wrg.xxx

包的作用：

• 包帮助管理大型软件系统：将功能相近的类划分到同一个包中。比如：MVC的设计模式
• 包可以包含类和子包，划分项目层次，便于管理
• 解决类命名冲突的问题
• 控制访问权限

JDK中主要的包介绍

• java.lang----包含一些Java语言的核心类，如String、Math、Integer、 System和 Thread，提供常用功能
• java.net----包含执行与网络相关的操作的类和接口。
• java.io ----包含能提供多种输入/输出功能的类。
• java.util----包含一些实用工具类，如定义系统特性、接口的集合框架类、使用与日 期日历相关的函数。
• java.text----包含了一些java格式化相关的类
• java.sql----包含了java进行JDBC数据库编程的相关类/接口
• java.awt----包含了构成抽象窗口工具集（abstract window toolkits）的多个类，这 些类被用来构建和管理应用程序的图形用户界面(GUI)。

关键字—import

为使用定义在不同包中的Java类，需用import语句来引入指定包层次下所需要的类或全部类(.*)。import语句告诉编译器到哪里去寻找类。

语法格式：import 包名. 类名;

import pack1.pack2.*;//表示引入pack1.pack2包中的所有结构

注意：

• 在源文件中使用import显式的导入指定包下的类或接口
• 声明在包的声明和类的声明之间。
• 如果需要导入多个类或接口，那么就并列显式多个import语句即可
• 举例：可以使用java.util.*的方式，一次性导入util包下所有的类或接口。
• 如果导入的类或接口是java.lang包下的，或者是当前包下的，则可以省略此import语句。
• 如果在代码中使用不同包下的同名的类。那么就需要使用类的全类名的方式指明调用的 是哪个类。
• 如果已经导入java.a包下的类。那么如果需要使用a包的子包下的类的话，仍然需要导入。
• import static组合的使用：调用指定类或接口下的静态的属性或方法

Scanner类

一个可以解析基本类型和字符串的简单文本扫描器。

package demo01;

import java.util.Scanner; // 1. 导包

/*
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();
 */
public class Demo01Scanner {

    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);
    }

}

键盘录入三个数据并获取最大值，代码如下：

package demo01;

import java.util.Scanner;

/*
题目：
键盘输入三个int数字，然后求出其中的最大值。

思路：
1. 既然是键盘输入，肯定需要用到Scanner
2. Scanner三个步骤：导包、创建、使用nextInt()方法
3. 既然是三个数字，那么调用三次nextInt()方法，得到三个int变量
4. 无法同时判断三个数字谁最大，应该转换成为两个步骤：
    4.1 首先判断前两个当中谁最大，拿到前两个的最大值
    4.2 拿着前两个中的最大值，再和第三个数字比较，得到三个数字当中的最大值
5. 打印最终结果
 */
public class Demo03ScannerMax {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        System.out.println("请输入第一个数字：");
        int a = sc.nextInt();
        System.out.println("请输入第二个数字：");
        int b = sc.nextInt();
        System.out.println("请输入第三个数字：");
        int c = sc.nextInt();

        // 首先得到前两个数字当中的最大值
        int temp = a > b ? a : b;
        int max = temp > c ? temp : c;
        System.out.println("最大值是：" + max);
    }

}

匿名对象 ：

• 没有变量名的对象。

概念：创建对象时，只有创建对象的语句，却没有把对象地址值赋值给某个变量。虽然是创建对象的简化写法，但是应用场景非常有限。

格式：

• new 类名(参数列表)；

new Scanner(System.in)；

使用情况

• 如果对一个对象只需要进行一次方法调用，那么就可以使用匿名对象。
• 匿名对象可以作为方法的参数和返回值

作为参数：

package demo02;

import java.util.Scanner;

class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 普通方式
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        input(sc);
        //匿名对象作为方法接收的参数
        input(new Scanner(System.in));
    }

    public static void input(Scanner sc) {
        System.out.println(sc);
    }
}

作为返回值

package demo02;

import java.util.Scanner;

class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 普通方式
        Scanner sc = getScanner();
    }

    public static Scanner getScanner() {
        //普通方式Scanner sc = new Scanner(System.in);
        //return sc;
        // 匿名对象作为方法返回值
        return new Scanner(System.in);
    }
}

Random类

此类的实例用于生成伪随机数。

package demo03;

import java.util.Random;

/*

Random类用来生成随机数字。使用起来也是三个步骤：

1. 导包
import java.util.Random;

2. 创建
Random r = new Random(); // 小括号当中留空即可

3. 使用
获取一个随机的int数字（范围是int所有范围，有正负两种）：int num = r.nextInt()
获取一个随机的int数字（参数代表了范围，左闭右开区间）：int num = r.nextInt(3)
实际上代表的含义是：[0,3)，也就是0~2

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 Demo03Random {

    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);
        }

    }

}

题目：用代码模拟猜数字的小游戏。

package demo03;

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

/*
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。");
    }

}

集合的由来

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。

ArrayList类

容器 java.util.ArrayList 集合类是大小可变的数组的实现，存储在内的数据称为元素。此类提供一些方法来操作内部存储的元素。 ArrayList 中可不断添加元素，其大小也自动增长。

package demo04;

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。

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：[]
 */
public class Demo02ArrayList {

    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
    }

}

常用方法

对于元素的操作,基本体现在——增、删、查。常用的方法有：

• public boolean add(E e) ：将指定的元素添加到此集合的尾部。
• public E remove(int index) ：移除此集合中指定位置上的元素。返回被删除的元素。
• public E get(int index) ：返回此集合中指定位置上的元素。返回获取的元素。
• public int size() ：返回此集合中的元素数。遍历集合时，可以控制索引范围，防止越界。

不常用方法我们可以查阅API文档

package demo04;

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 Demo03ArrayListMethod {

    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);
    }

}

遍历ArrayList集合

package demo04;

import java.util.ArrayList;

public class Demo04ArrayListEach {

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("迪丽热巴");
        list.add("古力娜扎");
        list.add("玛尔扎哈");

        // 遍历集合
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.println(list.get(i));
        }
    }

}

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。

package demo04;

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);
    }

}

ArrayList练习

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。

package demo05;

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 Demo04ArrayListReturn {

    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;
    }

}