[java] API-Math、System、Runtime篇

目录

Math类

常见方法

算法小题-质数

算法小题-自幂数

System类

常见方法

Runtime

常见方法

恶搞好基友


Math类

查看API文档,可以看到API文档中关于Math类的定义如下:(了解就行)

Math类所在包为java.lang包,因此在使用的时候不需要进行导包。并且Math类被final修饰了,因此该类是不能被继承的。

Math类包含执行基本数字运算的方法,可以使用Math类完成基本的数学运算。

要想使用Math类我们就需要先创建该类的对象,那么创建对象就需要借助于构造方法。因此就需要首先查看一下API文档,看看API文档中针对Math类有没有提供对应的构造方法。通过API文档来查看一下Math类的成员,如下所示:

在API文档中没有体现可用的构造方法,因此就不能直接通过new关键字去创建Math类的对象。同时发现Math类中的方法都是静态的,因此在使用的时候可以直接通过类名去调用。在Math类中定义了很多数学运算的方法。

常见方法

Math的常见方法,都是静态方法

public static int abs(int a)                   // 返回参数的绝对值
public static double ceil(double a)             // 向上取整
public static double floor(double a)            // 向下取整
public static int round(float a)                // 四舍五入
public static int max(int a,int b)              // 获取较大值
public static int min(int a,int b)              // 获取较小值
public static double pow (double a,double b)    // 计算a的b次幂的值
public static double random()                   // 返回一个[0.0,1.0)的随机值

演示:

public class MathDemo01 {
    public static void main(String[] args) {

        // public static int abs(int a)         返回参数的绝对值
        System.out.println("-2的绝对值为:" + Math.abs(-2));//-2的绝对值为:2
        System.out.println("2的绝对值为:" + Math.abs(2));//2的绝对值为:2
        //int 的范围-2147483648~2147483647
        //所以abs(-2147483648) 会报错,超出int的正数范围
        //在JDK15之后出现absExact(),会先判断是否超出范围再取绝对值

        // public static double ceil(double a) 向上取整
        System.out.println(Math.ceil(23.45));//24.0
        System.out.println(Math.ceil(-23.45));//-23.0

        // public static double floor(double a) 向下取整
        System.out.println(Math.floor(23.45));//23.0
        System.out.println(Math.floor(-23.45));//-24.0

        // public static int round(float a)     按照四舍五入返回最接近参数的int
        System.out.println("23.45四舍五入的结果为:" + Math.round(23.45));//23
        System.out.println("23.55四舍五入的结果为:" + Math.round(23.55));//24

        // public static int max(int a,int b)   返回两个int值中的较大值
        System.out.println(Math.max(23, 45));//45

        // public static int min(int a,int b)   返回两个int值中的较小值
        System.out.println(Math.min(12 , 34));//12

        // public static double pow (double a,double b)返回a的b次幂的值
        System.out.println("2的3次幂计算结果为: " + Math.pow(2,3));//8.0

        //如果第二个参数是0~1之间的小数
        System.out.println( Math.pow(4,0.5));//2.0
        System.out.println( Math.pow(2,-2));//0.25
        //一般第二个参数是大于等于1的正整数

        //开平方
        System.out.println( Math.sqrt(4));//2.0
        //开立方
        System.out.println( Math.cbrt(8));//2.0

        // public static double random()返回值为double的正值,[0.0,1.0)
        System.out.println("获取到的0-1之间的随机数为: " + Math.random());
        //获取到的0-1之间的随机数为: 0.7322484131745958

        System.out.println( Math.floor(Math.random()*100)+1);
        //Math.random() [0.0 1.0)
        //*100 [0.0 100.0)
        //floor 去掉了后面的小数
        //+1 [1  100.0]
    }
}

算法小题-质数

需求:

判断一个数是否为一个质数

代码实现:

//以前的方法:判断997,依次除以2~996,需要995次,效率太低
public class MathDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //判断一个数是否为一个质数
        System.out.println(isPrime(997));
    }

    public static boolean isPrime(int number) {
        int count = 0;
        for (int i = 2; i <= Math.sqrt(number); i++) {
            count++;//循环次数
            if (number % i == 0) {
                return false;
            }
        }
        System.out.println(count);//30
        return true;
    }
}

算法小题-自幂数

自幂数,一个n位自然数等于自身各个数位上数字的n次幂之和

举例1:三位数 1^3 + 5^3 + 3^3 = 153

举例2:四位数 1^4 + 6^4 + 3^4 + 4^3 = 1634

如果自幂数是:

  • 一位自幂数,也叫做:独身数

  • 三位自幂数:水仙花数 四位自幂数:四叶玫瑰数

  • 五位自幂数:五角星数 六位自幂数:六合数

  • 七位自幂数:北斗七星数 八位自幂数:八仙数

  • 九位自幂数:九九重阳数 十位自幂数:十全十美数

要求:统计一共有多少个水仙花数

//水仙花数:100 ~ 999
int count = 0;
//得到每一个三位数
for (int i = 100; i <= 999; i++) {
    //个位 十位 百位
    int ge = i % 10;
    int shi = i / 10 % 10;
    int bai = i / 100 % 10;
    //判断:
    //每一位的三次方之和 跟本身 进行比较。
    double sum = Math.pow(ge, 3) + Math.pow(shi, 3) + Math.pow(bai, 3);
    if (sum == i) {
        count++;
        System.out.println(i);
        System.out.println(count);
    }
}

System类

查看API文档,我们可以看到API文档中关于System类的定义如下:(了解就行)

System类所在包为java.lang包,因此在使用的时候不需要进行导包。并且System类被final修饰了,因此该类是不能被继承的。

System包含了系统操作的一些常用的方法。比如获取当前时间所对应的毫秒值,再比如终止当前JVM等等。

要想使用System类就需要先创建该类的对象,那么创建对象就需要借助于构造方法。因此就需要首先查看一下API文档,看看API文档中针对System类有没有提供对应的构造方法。通过API文档来查看一下System类的成员,如下所示:

在API文档中没有体现可用的构造方法,因此就不能直接通过new关键字去创建System类的对象。同时我们发现System类中的方法都是静态的,因此在使用的时候可以直接通过类名去调用(Nested Class Summary内部类或者内部接口的描述)。

常见方法

计算机中的时间原点(C语言诞生):1970年1月1日 00:00:00

在中国会有八小时的时差,所以在中国获取操作系统的时间原点为1970年1月1日 08:00:00

  • 1秒=1000毫秒
  • 1毫秒=1000微秒
  • 1微秒=1000纳秒

如下所示:

// 获取当前时间所对应的毫秒值
//(当前时间为0时区所对应的时间即就是英国格林尼治天文台旧址所在位置)
public static long currentTimeMillis()
// 终止当前正在运行的Java虚拟机,0表示正常退出,非零表示异常退出            
public static void exit(int status)     
// 进行数值元素copy       
public static native void arraycopy(Object src,  int  srcPos, 
Object dest, int destPos, int length);

案例1currentTimeMillis方法

//从时间原点开始到运行代码经过了多少时间
public class SystemDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        // 获取当前时间所对应的毫秒值
        long millis = System.currentTimeMillis();
        // 输出结果
        System.out.println("当前时间所对应的毫秒值为:" + millis);
        //当前时间所对应的毫秒值为:1576050298343
    }
}

获取到当前时间的毫秒值的意义:常常需要统计某一段代码的执行时间。此时就可以在执行这段代码之前获取一次时间,在执行完毕以后再次获取一次系统时间,然后计算两个时间的差值,

这个差值就是这段代码执行完毕以后所需要的时间。如下代码所示:

public class SystemDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //判断1~100000之间有多少个质数
        long start = System.currentTimeMillis();

        for (int i = 1; i <= 100000; i++) {
            boolean flag = isPrime2(i);
            if (flag) {
                System.out.println(i);
            }
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        //获取程序运行的总时间
        System.out.println(end - start); //方式一:1514 毫秒  方式二:71毫秒
    }

    //以前判断是否为质数的方式
    public static boolean isPrime1(int number) {
        for (int i = 2; i < number; i++) {
            if (number % i == 0) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    //改进之后判断是否为质数的方式(效率高)
    public static boolean isPrime2(int number) {
        for (int i = 2; i <= Math.sqrt(number); i++) {
            if (number % i == 0) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
}

案例2:exit方法

//当需要把整个程序结束时使用
public class SystemDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        // 输出
        System.out.println("程序开始执行了.....");
        // 终止JVM
        System.exit(0);
        //0:表示当前虚拟机是正常停止
        //非0:表示当前虚拟机是异常停止
        // 输出
        System.out.println("程序终止了..........");
    }
}
//程序开始执行了.....

此时可以看到在控制台只输出了"程序开始了...",由于JVM终止了,因此输出"程序终止了..."这段代码没有被执行。

案例3arraycopy方法

方法参数说明:

// src:     源数组
// srcPos:  源数值的开始索引
// dest:    目标数组
// destPos: 目标数组开始索引
// length:   要复制的元素个数
public static native void arraycopy(Object src,  int  srcPos, Object dest, int destPos, int length);

如下所示:

public class SystemDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义源数组
        int[] srcArray = {23 , 45 , 67 , 89 , 14 , 56 } ;
        // 定义目标数组
        int[] desArray = new int[10] ;

        // 进行数组元素的copy: 把srcArray数组中从0索引开始的3个元素
        //从desArray数组中的1索引开始复制过去
        System.arraycopy(srcArray , 0 , desArray , 1 , 3);

        // 遍历目标数组
        for(int x = 0 ; x < desArray.length ; x++) {
            if(x != desArray.length - 1) {
                System.out.print(desArray[x] + ", ");
            }else {
                System.out.println(desArray[x]);
        //0, 23, 45, 67, 0, 0, 0, 0, 0, 0
            }
        }
    }
}

使用这个方法也可以完成数组元素的删除操作,如下所示:

public class SystemDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义一个数组
        int[] srcArray = {23 , 45 , 67 , 89 , 14 , 56 } ;
        // 删除数组中第3个元素(67):要删除67这个元素
        //只需要将67后面的其他元素依次向前进行移动即可
        System.arraycopy(srcArray , 3 , srcArray , 2 , 3);
        // 遍历srcArray数组
        for(int x = 0 ; x < srcArray.length ; x++) {
            if(x != desArray.length - 1) {
                System.out.print(srcArray[x] + ", ");
            }else {
                System.out.println(srcArray[x]);
        //xxxxxxxxxx 23, 45, 89, 14, 56, 56 
            }
        }
    }
}

通过控制台输出结果可以看到此时多出了一个56元素,此时只需要将最后一个位置设置为0即可。如下所示:

public class SystemDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义一个数组
        int[] srcArray = {23 , 45 , 67 , 89 , 14 , 56 } ;
        // 删除数组中第3个元素(67):要删除67这个元素
        //只需要将67后面的其他元素依次向前进行移动即可
        System.arraycopy(srcArray , 3 , srcArray , 2 , 3);
        // 将最后一个位置的元素设置为0
        srcArray[srcArray.length - 1] = 0 ;
        // 遍历srcArray数组
        for(int x = 0 ; x < srcArray.length ; x++) {
            if(x != srcArray.length - 1 ) {
                System.out.print(srcArray[x] + ", ");
            }else {
                System.out.println(srcArray[x]);
        //23, 45, 89, 14, 56, 0
            }
        }
    }
}

此时可以看到元素"67"已经被删除掉了。67后面的其他元素依次向前进行移动了一位。

arraycopy方法底层细节:

1.如果数据源数组和目的地数组都是基本数据类型,那么两者的类型必须保持一致,否则会报错

2.在拷贝的时候需要考虑数组的长度,如果超出范围也会报错

3.如果数据源数组和目的地数组都是引用数据类型,那么子类类型可以赋值给父类类型

代码示例:

public class SystemDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student("zhangsan", 23);
        Student s2 = new Student("lisi", 24);
        Student s3 = new Student("wangwu", 25);

        Student[] arr1 = {s1, s2, s3};
        Person[] arr2 = new Person[3];
        //把arr1中对象的地址值赋值给arr2中
        System.arraycopy(arr1, 0, arr2, 0, 3);

        //遍历数组arr2
        for (int i = 0; i < arr2.length; i++) {
            Student stu = (Student) arr2[i];
            System.out.println(stu.getName() + "," + stu.getAge());
        }
    }
}

class Person {
    private String name;
    private int age;
    //get/set方法和构造方法省略
}

class Student extends Person {
    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        super(name, age);
    }
}

Runtime

Runtime表示当前虚拟机的运行环境,Java中运行时对象,可以获取到程序运行时设计到的一些信息

常见方法

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

代码示例:

public class RunTimeDemo1 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.获取Runtime的对象,不能用new,因为它的构造方法是私有的
        //在类内自己创建了一个对象,可以调用方法获取
        //使得在外部获取的是同一个对象
        //这个对象代表虚拟机的运行环境,一个电脑只能有一个运行环境,所以只有一个对象
        //Runtime r1 =Runtime.getRuntime();
        //Runtime r2 =Runtime.getRuntime();
        //System.out.println(r1==r2);//true

        //2.exit 停止虚拟机
        //Runtime.getRuntime().exit(0);
        //System.out.println("看看我执行了吗?");

        //3.获得CPU的线程数
        System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());//8
        //4.总内存大小,单位byte字节
        System.out.println(Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024);//4064MB
        //5.已经获取的总内存大小,单位byte字节
        System.out.println(Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024);//254
        //6.剩余内存大小
        System.out.println(Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024);//251

        //7.运行cmd命令
        //shutdown :关机
        //加上参数才能执行
        //-s :默认在1分钟之后关机
        //-s -t 指定时间 : 指定关机时间
        //-a :取消关机操作
        //-r: 关机并重启
        Runtime.getRuntime().exec("shutdown -s -t 3600");
        //取消关机
        Runtime.getRuntime().exec("shutdown -a");
    }
}

恶搞好基友

需求:

界面上方按钮默认隐藏

界面中间有一个提示文本和三个按钮

当你的好基友点击中间三个按钮的时候就在N秒之后关机,不同的按钮N的值不一样

任意一个按钮被点击之后,上方了按钮出现。当点击上方按钮之后取消关机任务

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        new MyJframe();
    }
}

public class MyJframe extends JFrame implements ActionListener {
    JButton yesBut = new JButton("帅爆了");
    JButton midBut = new JButton("一般般吧");
    JButton noBut = new JButton("不帅,有点磕碜");
    JButton dadBut = new JButton("饶了我吧!");

    //决定了上方的按钮是否展示
    boolean flag = false;

    public MyJframe() {
        initJFrame();
        initView();

        //显示
        this.setVisible(true);
    }

    private void initView() {
        this.getContentPane().removeAll();

        if (flag) {
            //展示按钮
            dadBut.setBounds(50, 20, 100, 30);
            dadBut.addActionListener(this);
            this.getContentPane().add(dadBut);
        }

        JLabel text = new JLabel("你觉得自己帅吗?");
        text.setFont(new Font("微软雅黑", 0, 30));
        text.setBounds(120, 150, 300, 50);

        yesBut.setBounds(200, 250, 100, 30);
        midBut.setBounds(200, 325, 100, 30);
        noBut.setBounds(160, 400, 180, 30);

        yesBut.addActionListener(this);
        midBut.addActionListener(this);
        noBut.addActionListener(this);

        this.getContentPane().add(text);
        this.getContentPane().add(yesBut);
        this.getContentPane().add(midBut);
        this.getContentPane().add(noBut);

        this.getContentPane().repaint();
    }

    private void initJFrame() {
        //设置宽高
        this.setSize(500, 600);
        //设置标题
        this.setTitle("恶搞好基友");
        //设置关闭模式
        this.setDefaultCloseOperation(3);
        //置顶
        this.setAlwaysOnTop(true);
        //居中
        this.setLocationRelativeTo(null);
        //取消内部默认布局
        this.setLayout(null);
    }

    @Override
    public void actionPerformed(ActionEvent e) {
        Object obj = e.getSource();
        if (obj == yesBut) {
            //给好基友一个弹框
            showJDialog("xxx,你太自信了,给你一点小惩罚");
            try {
                Runtime.getRuntime().exec("shutdown -s -t 3600");
            } catch (IOException ioException) {
                ioException.printStackTrace();
            }
            flag = true;
            initView();

        } else if (obj == midBut) {
            System.out.println("你的好基友点击了一般般吧");

            //给好基友一个弹框
            showJDialog("xxx,你还是太自信了,也要给你一点小惩罚");

            try {
                Runtime.getRuntime().exec("shutdown -s -t 7200");
            } catch (IOException ioException) {
                ioException.printStackTrace();
            }

            flag = true;
            initView();

        } else if (obj == noBut) {
            System.out.println("你的好基友点击了不帅");

            //给好基友一个弹框
            showJDialog("xxx,你还是有一点自知之明的,也要给你一点小惩罚");

            try {
                Runtime.getRuntime().exec("shutdown -s -t 1800");
            } catch (IOException ioException) {
                ioException.printStackTrace();
            }

            flag = true;
            initView();
        } else if (obj == dadBut) {
            //给好基友一个弹框
            showJDialog("xxx,这次就饶了你~");

            try {
                Runtime.getRuntime().exec("shutdown -a");
            } catch (IOException ioException) {
                ioException.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public void showJDialog(String content) {
        //创建一个弹框对象
        JDialog jDialog = new JDialog();
        //给弹框设置大小
        jDialog.setSize(200, 150);
        //让弹框置顶
        jDialog.setAlwaysOnTop(true);
        //让弹框居中
        jDialog.setLocationRelativeTo(null);
        //弹框不关闭永远无法操作下面的界面
        jDialog.setModal(true);

        //创建Jlabel对象管理文字并添加到弹框当中
        JLabel warning = new JLabel(content);
        warning.setBounds(0, 0, 200, 150);
        jDialog.getContentPane().add(warning);

        //让弹框展示出来
        jDialog.setVisible(true);
    }
}

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