Java 黑马程序员学习笔记（进阶篇4）
常用的 API
1. Math
| 方法声明 | 说明 |
|---|---|
public static int abs(int a) | 返回参数的绝对值 |
public static double ceil(double a) | 返回大于或等于参数的最小double值，等于一个整数 |
public static double floor(double a) | 返回小于或等于参数的最大double值，等于一个整数 |
public static int round(float a) | 按照四舍五入返回最接近参数的int |
public static int max(int a, int b) | 返回两个int值中的较大值 |
public static int min(int a, int b) | 返回两个int值中的较小值 |
public static double pow(double a, double b) | 返回a的b次幂的值 |
public static double random() | 返回值为double的正值，范围 [0.0, 1.0) |
2. System
| 方法名 | 说明 |
|---|---|
public static void exit(int status) | 终止当前运行的 Java 虚拟机，非零表示异常终止 |
public static long currentTimeMillis() | 返回当前时间（以毫秒为单位） |
3. Runtime
Runtime 表示当前虚拟机的运行环境
| 方法名 | 说明 |
|---|---|
public static Runtime getRuntime() | 当前系统的运行环境对象 |
public void exit(int status) | 停止虚拟机 |
public int availableProcessors() | 获得 CPU 的线程数 |
public long maxMemory() | JVM 能从系统中获取总内存大小（单位 byte） |
public long totalMemory() | JVM 已经从系统中获取总内存大小（单位 byte） |
public long freeMemory() | JVM 剩余内存大小（单位 byte） |
public Process exec(String command) | 运行 cmd 命令 |
4. Object
java.lang.Object 是 Java 中所有类的直接或间接父类（除接口和数组外），任何类都继承了 Object 的方法。它包含 11 个核心方法，以下是最常用的 5 个：
① toString() 方法
- 默认行为：返回对象的字符串表示，格式为
类全限定名@哈希码的十六进制（如com.Student@1b6d3586），无实际业务意义。 - 重写目的：通常重写为返回对象的属性信息，方便打印和调试。
② equals(Object obj) 方法
- 默认行为：等价于
==，比较两个对象的内存地址（是否为同一实例）。 - 重写目的：判断两个对象的逻辑相等（属性值是否相同），如两个
Student对象姓名和年龄相同则认为相等。
- 注意：重写
equals()必须同时重写hashCode()（否则会导致 HashMap 等集合存储异常）。
③ clone() 方法
- 作用：创建对象的副本（克隆），默认实现为浅克隆。
- 浅克隆：基本类型属性直接复制，引用类型属性复制引用（新对象与原对象共享引用对象）。
- 深克隆：引用类型属性也会被重新创建（完全独立），需重写
clone()或使用工具类（如 Gson、Jackson）。 - 使用条件：类必须实现
Cloneable接口（标记接口，无实际方法），否则抛CloneNotSupportedException。
这段代码是重写clone()方法实现深克隆的典型案例，我们一步步拆解它的作用和原理：
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {// 1. 获取原对象的data数组引用int[] data = this.data;// 2. 创建一个新的int数组，长度和原数组一致int[] newData = new int[data.length];// 3. 把原数组的元素逐个复制到新数组（深拷贝数组）for (int i = 0; i < data.length; i++) {newData[i] = data[i];}// 4. 调用父类（Object）的clone()方法，得到浅克隆的User对象User u = (User) super.clone();// 5. 把新数组赋值给克隆对象的data成员（替换浅克隆的引用）u.data = newData;// 6. 返回深克隆后的对象return u;
}(1) 默认情况下，Object的clone()是浅克隆：对于基本类型成员（如 int、double）会直接复制值；但对于引用类型成员（如数组、对象），只会复制引用（即新对象和原对象的引用类型成员指向同一块内存）。而这段代码的目的是：实现深克隆，让克隆出的User对象和原对象的data数组完全独立（不共享同一块内存）。
(2) 关键逻辑：
Q1：为什么使用 this.data？
A1：this 是 Java 中的关键字，代表当前对象的实例。这里的 this.data 明确表示 “当前正在被克隆的 User 对象的 data 成员变量”。
Q2：为什么还要使用浅克隆，为什么不直接返回 newData？
A2：先明确：我们的目标是 “克隆 User 对象”，不是 “克隆 data 数组”，
- 我们要实现的是：创建一个新的 User 对象，这个新对象的
name、age和原对象相同，data数组也和原对象相同但完全独立（不共享内存）。这才叫 “克隆 User 对象”。 - 而
newData只是一个int[]数组 —— 返回newData只能得到一个数组，根本不是User类型的对象，完全满足不了 “克隆 User” 的需求。
5. Objects
Objects 是 Java 提供的对象操作工具类（位于 java.util 包下），封装了一系列静态方法，用于更安全、便捷地操作对象（核心解决 “空指针异常” 等问题）。
| 方法签名 | 说明 |
|---|---|
public static boolean equals(Object a, Object b) | 先做非空判断，再比较两个对象是否相等（避免 a.equals(b) 因 a 为 null 抛异常） |
public static boolean isNull(Object obj) | 判断对象是否为 null，若为 null 返回 true，否则返回 false |
public static boolean nonNull(Object obj) | 判断对象是否不为 null，与 isNull 结果相反（obj 非空返回 true） |
6. BigInteger
(1) BigInteger 位于 java.math 包下，是用于处理超出基本数据类型范围的大整数的类。
- 基本数据类型（如
int最大为2^31-1，long最大为2^63-1）无法表示的超大整数，需用BigInteger存储和计算。 BigInteger可以表示任意精度的整数，理论上仅受内存限制。
(2) 常用的构造方法
通过字符串参数创建（推荐，避免整数字面量超出范围）：
import java.math.BigInteger;// 创建 BigInteger 对象
BigInteger num1 = new BigInteger("12345678901234567890"); // 超大整数，超出 long 范围
BigInteger num2 = new BigInteger("98765432109876543210");(3) 算术运算
| 方法 | 说明 | 示例（num1 = 10, num2 = 3） |
|---|---|---|
add(BigInteger val) | 加法 | num1.add(num2) → 13 |
subtract(BigInteger val) | 减法 | num1.subtract(num2) → 7 |
multiply(BigInteger val) | 乘法 | num1.multiply(num2) → 30 |
divide(BigInteger val) | 除法（整除） | num1.divide(num2) → 3（10/3=3） |
remainder(BigInteger val) | 取余 | num1.remainder(num2) → 1 |
divideAndRemainder(BigInteger val) | 除法 + 取余 | 返回数组 [商, 余数] → [3,1] |
(4) 其他常用方法
| 方法 | 说明 |
|---|---|
intValue() | 转换为 int 类型（超出范围会丢失精度） |
longValue() | 转换为 long 类型（超出范围会丢失精度） |
7. BigDecima
BigDecimal 位于 java.math 包下，是专门处理高精度小数的类，解决 float/double 因二进制存储导致的 “精度丢失” 问题（如 0.1 + 0.2 ≠ 0.3）。
- 适用场景：金融计算（金额、税率）、科学测量（高精度小数）等需 “绝对精确” 的场景；
- 核心优势：支持任意精度的小数表示，可手动控制计算精度和舍入规则。
(1) 创建 BigDecimal 对象
① 推荐创建方式（避免精度丢失），必须用 String 构造，严禁用 double 构造（double 本身存在精度误差，会传递给 BigDecimal）：
import java.math.BigDecimal;
// 1. String 构造（最推荐，无精度丢失）
BigDecimal money1 = new BigDecimal("19.9"); // 正确：表示精确的 19.9
BigDecimal rate = new BigDecimal("0.06"); // 正确：表示精确的 0.06
// 2. 常量构造（常用简单值）
BigDecimal zero = BigDecimal.ZERO; // 表示 0
BigDecimal one = BigDecimal.ONE; // 表示 1
BigDecimal ten = BigDecimal.TEN; // 表示 10
// 3. BigInteger 构造（需指定小数位数）
BigDecimal num = new BigDecimal(BigInteger.valueOf(123), 2); // 123 → 1.23（2位小数）② 严禁的创建方式（精度丢失示例）
// 错误：double 本身是 0.1 的近似值（二进制无法精确表示 0.1）
BigDecimal wrong = new BigDecimal(0.1);
System.out.println(wrong); // 输出：0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625(2) 核心操作方法（均返回新对象，原对象不可变！）
BigDecimal 是不可变类，所有运算方法都会返回新的 BigDecimal 对象，原对象值不会改变。
| 方法签名 | 说明 | 示例（money1=19.9，rate=0.06） |
|---|---|---|
add(BigDecimal val) | 加法 | money1.add(rate) → 19.96 |
subtract(BigDecimal val) | 减法 | money1.subtract(rate) → 19.84 |
multiply(BigDecimal val) | 乘法（无需指定精度） | money1.multiply(rate) → 1.194 |
divide(BigDecimal val, int scale, int roundingMode) | 除法（需指定：小数位数 + 舍入模式） | money1.divide(rate, 2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP) → 331.67（19.9÷0.06≈331.666...，保留 2 位小数四舍五入） |
除法避坑：不指定精度会抛异常
若直接调用 divide(BigDecimal val)，当结果无法整除时（如 1÷3），会抛出 ArithmeticException，必须显式指定 scale（保留小数位数）和 roundingMode（舍入模式）。