Java 标准库:全面概述 | java.lang、java.util、java.io 包

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Java 标准库:全面概述



Java 标准库(Java Standard Edition API)是一个强大且广泛的类和接口集合,为开发者提供了大多数常见任务的现成解决方案。它是 Java 平台不可或缺的一部分,涵盖了从基本数据类型和集合操作到多线程、输入输出以及网络通信的所有内容。在本概述中,我们将探讨关键包及其功能。



java.lang 包 — 语言基础



java.lang 包是自动导入的。它包含了一些基础类,没有它们就无法编写任何 Java 程序。



  • Object — 类层次结构的根类。所有类都继承其方法(equals()、hashCode()、toString())。
  • String、StringBuilder、StringBuffer — 用于处理不可变和可变字符串。
  • 包装类型 — Integer、Double、Boolean 等 — 允许在集合中使用基本类型。
  • System — 用于控制台操作(System.out)、系统属性和数组操作(System.arraycopy())的工具类。
  • Math — 提供数学常量和函数(Math.sin()、Math.sqrt())。


// java.lang 使用示例public class LangExample {    public static void main(String[] args) {        String text = "Hello, Java!";        int length = text.length(); // 12        double root = Math.sqrt(25); // 5.0        System.out.println(text.toUpperCase()); // HELLO, JAVA!    }}


java.util 包 — 集合与工具



这是最常用的包之一。它包含了 Collections Framework — 一个用于存储和处理数据的统一架构。



集合

  • List — 有序列表(允许重复)。实现类:ArrayList、LinkedList。
  • Set — 唯一元素集合。实现类:HashSet、TreeSet。
  • Map — 字典(键值对)。实现类:HashMap、TreeMap。
  • Queue/Deque — 用于数据处理队列(例如 PriorityQueue)。


import java.util.*;

public class CollectionsExample { public static void main(String[] args) { List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("Java"); list.add("Python"); list.add("Java"); // 允许重复

Set<Integer> set = new HashSet<>(); set.add(10); set.add(20); set.add(10); // 重复项将被忽略

Map<String, Integer> map = new HashMap<>(); map.put("Alice", 30); map.put("Bob", 25);

System.out.println("List: " + list); System.out.println("Set: " + set); System.out.println("Map: " + map); }}


工具类

  • Collections — 用于集合排序、搜索和同步的静态方法。
  • Arrays — 方便数组操作(Arrays.sort()、Arrays.asList())。
  • Date、Calendar — 用于处理日期和时间(已过时,推荐使用 java.time)。
  • Random — 生成伪随机数。


java.io 包 — 输入输出



该包提供了用于处理数据流的类:文件、控制台、网络连接。它基于 InputStream/OutputStream(字节流)和 Reader/Writer(字符流)的概念。



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