Java标准类库详解

简介

Java标准类库（Java Standard Library）是Java开发的核心组成部分，提供了丰富的预定义类和接口，覆盖了字符串处理、集合操作、输入输出、网络编程等多方面功能。掌握这些类库的使用能显著提升开发效率，减少重复造轮子的工作。本文将重点介绍字符串类和数据类型包装器类，并结合实际案例演示其应用。

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字符串类

String类

String类是Java中不可变的字符序列，所有修改操作均会生成新对象。其核心特性包括：

• 不可变性：String对象一旦创建，内容不可更改，适合作为哈希表的键或线程间共享。
• 常量池优化：通过字面量创建的字符串会存入常量池，减少内存开销。
• 常用方法：
  • length()：返回字符串长度。
  • charAt(int index)：获取指定位置的字符。
  • substring(int begin, int end)：截取子串。
  • equals(Object obj)：比较内容是否相同。

示例代码：

String str = "Hello";
String newStr = str.concat(" World"); // 生成新对象"Hello World"
System.out.println(str); // 输出"Hello"（原对象未变）

StringBuffer类

StringBuffer是可变字符序列，适合频繁修改字符串的场景（如循环拼接），线程安全但性能略低。

• 核心方法：
  • append(String str)：追加字符串。
  • insert(int offset, String str)：在指定位置插入。
  • reverse()：反转字符串。

示例代码：

StringBuffer sb = new StringBuffer("Java");
sb.append(" Standard");
sb.insert(4, " Library");
System.out.println(sb.toString()); // 输出"Java Library Standard"

正则表达式

Java通过java.util.regex包支持正则表达式，核心类为Pattern和Matcher。

• 元字符：如.（任意字符）、\d（数字）、^（行首）。
• 分组捕获：使用()定义分组，通过group(int)获取匹配内容。

实用案例：检查IP地址

以下代码验证IP地址格式（如192.168.1.1）：

import java.util.regex.*;
public class IPValidator {
    private static final String IP_REGEX = "^((25[0-5]|2[0-4]\\d|[01]?\\d\\d?)\\.){3}(25[0-5]|2[0-4]\\d|[01]?\\d\\d?)$";

    public static boolean isValid(String ip) {
        Pattern pattern = Pattern.compile(IP_REGEX);
        Matcher matcher = pattern.matcher(ip);
        return matcher.matches();
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(isValid("256.1.1.1")); // false
        System.out.println(isValid("192.168.1.1")); // true
    }
}

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数据类型包装器类

整型包装器类

Java为8种基本类型提供了对应的包装类（如Integer、Double），支持对象化操作和自动装箱/拆箱。

• 核心功能：
  • 类型转换：如Integer.parseInt("123")将字符串转为整数。
  • 常量池：Integer对-128~127的数值缓存，直接复用对象。
  • 工具方法：如Integer.toBinaryString()转为二进制字符串。

实用案例：字符串与数字转换

以下代码演示字符串与数字的相互转换：

// 字符串转数字
String numStr = "42";
int num = Integer.parseInt(numStr);
double d = Double.parseDouble("3.14");

// 数字转字符串
String intStr = Integer.toString(100);
String doubleStr = Double.toString(2.718);

// 自动装箱与拆箱
Integer boxed = 10; // 自动装箱
int unboxed = boxed; // 自动拆箱

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总结

Java标准类库的字符串和包装器类是日常开发中的高频工具。String适合只读场景，StringBuffer用于线程安全的动态修改，正则表达式简化复杂文本匹配。包装器类则填补了基本类型与对象之间的鸿沟，提供丰富的工具方法。通过案例实践，可深入理解其设计思想与应用技巧。