Java核心-核心类与API（3）

话接上回，继续核心类与API的学习，这次介绍一下枚举类以及与系统、交互有关的类，需要了解并能使用即可。

一、枚举类

1、概述

枚举也称穷举，简单理解就是把所有可能一一列举出来（穷尽所有可能）。枚举是一个被命名的整型常数的集合，用于声明一组带标识符的常数。使用 enum 关键字来定义枚举类，各个常量使用逗号( , ) 分割。如一年的 4 个季节、12 个月份，一个星期的 7 天。

2、声明

必须使用 enum 关键字声明枚举，并定义枚举的名称、可访问性、基础类型和成员等。

注：如果没有显式地声明基础类型的枚举，则基础类型是 int。

3、案例

//定义一个表示颜色的枚举类型 Color
public enum Color {
    RED,BLUE,GREEN,BLACK;  //可通过枚举类型名直接引用常量，如 Color.RED
}
//使用枚举使switch语句的可读性更强
enum Signal {
    // 定义一个枚举类型
    GREEN,YELLOW,RED
}
public class TrafficLight {
    Signal color = Signal.RED;
    public void change() {
        switch(color) {
            case RED:
                color = Signal.GREEN;
                break;
            case YELLOW:
                color = Signal.RED;
                break;
            case GREEN:
                color = Signal.YELLOW;
                break;
        }
    }
}

4、枚举类

4.1 几点注意

1）每一个枚举都继承自 java.lang.Enum 类。
2）当定义一个枚举类型时，每一个枚举类型成员都可以看作是 Enum 类的实例，这些枚举成员默认都被 final、public, static 修饰，书写时可省略这些关键词。当使用枚举类型成员时，直接使用枚举名称调用成员即可。
3）所有枚举实例都可以调用 Enum 类的方法，主要有

values()：以数组形式返回枚举类型的所有成员

valueOf()：将普通字符串转换为枚举实例

compareTo()：比较两个枚举成员在定义时的顺序

ordinal()：获取枚举成员的索引位置等。

4.2 案例

1）创建一个包含3个成员的枚举类型Signal，并调用values()方法输出这些成员

enum Signal {  // 定义一个枚举类型
    GREEN,YELLOW,RED
}
public class Color {
    public static void main(String[] args){
        for(int i=0;i<Signal.values().length;i++)
        System.out.println("枚举成员："+Signal.values()[i]);
    }
}

//结果
枚举成员：GREEN
枚举成员：YELLOW
枚举成员：RED

2）调用valueOf()方法获取枚举的一个成员，再调用compareTo()方法进行比较

enum Sex {  // 定义一个枚举类型
    male,female;
}
public class Gender {
    public static void main(String[] args){
        compare(Sex.valueOf("male"));
    }
    public static void compare(Sex s){
        for(int i=0;i<Sex.values().length;i++){
            System.out.println(s + "与" + Sex.values()[i] + "的比较结果是：" + s.compareTo(Sex.values()[i]));
        }
    }
}

//结果
male与male的比较结果是：0
male与female的比较结果是：-1

3）调用枚举类型实例的ordinal()方法，获取成员在枚举中的索引位置。

enum Sex {  // 定义一个枚举类型
    male,female;
}
public class Gender {
    public static void main(String[] args){
        for(int i=0;i<Sex.values().length;i++){
            System.out.println("索引" + Sex.values()[i].ordinal()+"，值：" + Sex.values()[i]);
        }
    }
}

//结果
索引0，值：male
索引1，值：female

4.3 为枚举添加方法

1）必须在枚举实例的最后一个成员后添加分号，而且必须先定义枚举实例。看如下示例

enum WeekDay {  // 定义一个枚举类型
    Mon("Monday"), Tue("Tuesday"), Wed("Wednesday"), Thu("Thursday"), Fri("Friday"), Sat("Saturday"), Sun("Sunday");
    // 以上是枚举的成员，必须先定义，而且使用分号结束
    private final String day;
    private WeekDay(String day) {
        this.day = day;
    }
    public static void printDay(int i) {
        switch (i) {
            case 1:
                System.out.println(WeekDay.Mon);
                break;
            case 2:
                System.out.println(WeekDay.Tue);
                break;
            case 3:
                System.out.println(WeekDay.Wed);
                break;
            case 4:
                System.out.println(WeekDay.Thu);
                break;
            case 5:
                System.out.println(WeekDay.Fri);
                break;
            case 6:
                System.out.println(WeekDay.Sat);
                break;
            case 7:
                System.out.println(WeekDay.Sun);
                break;
            default:
                System.out.println("wrong number!");
        }
    }
    public String getDay() {
        return day;
    }
    public static void main(String[] args){
        for(WeekDay day:WeekDay.values()){ // for-each遍历
            System.out.println(day+"--->"+day.getDay());
        }
        WeekDay.printDay(5);
    }
}

//结果
Mon--->Monday
Tue--->Tuesday
Wed--->Wednesday
Thu--->Thursday
Fri--->Friday
Sat--->Saturday
Sun--->Sunday
Fri

4.4 EnumMap 与 EnumSet（了解，可不看）

为了能够更高效地操作枚举类型，java.util 中增加了两个新类：EnumMap 和 EnumSet
1）EnumMap
EnumMap 是专门为枚举类型量身定做的 Map 实现。虽然使用其他的 Map（如 HashMap）实现也能完成枚举类型实例到值的映射，但使用 EnumMap 更加高效。

注：HashMap 只能接收同一枚举类型的实例作为键值，并且由于枚举类型实例的数量相对固定并且有限，所以 EnumMap 使用数组来存放与枚举类型对应的值，使得 EnumMap 的效率非常高。

2）EnumSet
EnumSet 是枚举类型的高性能 Set 实现，它要求放入它的枚举常量必须属于同一枚举类型。

二、交互相关

1、Console类(简单了解)

JDK6中提供了java.io.Console类专用来访问基于字符的控制台设备。Console类的目的是使Java程序和控制台之间的交互更容易。

import java.io.Console; //导包
public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        Console console = System.console();  //通过调用 System.console() 方法获得该类唯一的实例
        if (console != null) {  //判断console是否可用
            String user = console.readLine("Enter user:");  //读取整行字符
            String pwd = new String(console.readPassword("Enter password:"));  //读取密码,密码输入时不会显示
            console.printf("User is:" + user + "\n");
            console.printf("Password is:" + pwd + "\n");
        } else {
            System.out.println("Console is unavailable");
            //Console is unavailable,表示Console不可获得,因为JVM不是在命令行中被调用的或者输入输出被重定向了
            //如果JVM是在交互式命令行(比如Windows的cmd)中启动的,并且输入输出没有重定向到另外的地方,那么就可以得到一个可用的Console实例
        }
    }
}

2、Scanner类(掌握)

Scanner类用于获取用户输入，使用前先导包：import java.util.Scanner。以下是一些常用方法介绍。

2.1 next方法

直接看案例

import java.util.Scanner; //导包
public class ScannerDemo {
    public static void main(String[] args){
        Scanner sc=new Scanner(System.in); //从键盘接收数据
        if(sc.hasNext()){ //判断是否还有输入
            String s=sc.next();
            System.out.println("输入的数据为："+s);
        }
        sc.close(); //关闭输入通道，防止内存损耗
    }
}

输入zhangsan lishi，如下

// 输入
zhangsan lishi
// 结果(可以看到 lishi 字符串并未输出)
输入的数据为：zhangsan

2.2 nextLine方法

直接看案例

import java.util.Scanner; //导包
public class ScannerDemo {
    public static void main(String[] args){
        Scanner sc=new Scanner(System.in); //从键盘接收数据
        if(sc.hasNextLine()){ //判断是否还有输入
            String s=sc.nextLine();
            System.out.println("输入的数据为："+s);
        }
        sc.close(); //关闭输入通道，防止内存损耗
    }
}

输入zhangsan lishi，如下

// 控制台输入
zhangsan lishi
// 结果(可以看到 lishi 字符串已经输出)
输入的数据为：zhangsan lishi

2.3 总结

1）next() 与 nextLine() 区别
next()：

• 一定要读取到有效字符后才可以结束输入。(未输入有效字符前输入空格，按enter后不会结束)
• 对输入有效字符之前遇到的空白，next() 方法会自动将其去掉。
• 只有输入有效字符后才将其后面输入的空白作为分隔符或者结束符。
• next() 不能得到带有空格的字符串。

nextLine()：

• 以Enter为结束符,也就是说 nextLine()方法返回的是输入回车之前的所有字符。
• 可以获得空白。

  pass：一般情况nextLine()方法使用得较多。

2.4 输入类型

除了nextLine()方法，还有其他很多类型，这里列举几种，直接看如下案例。

import java.util.Scanner; //导包
public class ScannerDemo {
    public static void main(String[] args){
        Scanner sc=new Scanner(System.in); //从键盘接收数据
        String name = sc.nextLine();  //字符串输入
        int age = sc.nextInt();   //数字输入
        double salary = sc.nextDouble();
        sc.close(); //关闭输入通道，防止内存损耗
        System.out.println("Name: " + name);
        System.out.println("Age: " + age);
        System.out.println("Salary: " + salary);
    }
}

结果

// 控制台输入
zhangsan
21
10000.88
// 输出结果
Name: zhangsan
Age: 21
Salary: 10000.88

2.5 综合案例(使用Scanner类求总和及平均数)

import java.util.Scanner; //导包
public class ScannerDemo {
    public static void main(String[] args){
        System.out.println("请输入数字：");
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        double sum = 0; //初始化
        int m = 0;
        while (sc.hasNextDouble()) { //输入非数字结束循环
            double x = sc.nextDouble();
            m = m + 1; //计数
            sum = sum + x; //累加求和
        }
        System.out.println(m + "个数的和为" + sum);
        System.out.println(m + "个数的平均值是" + (sum / m));
        sc.close();
    }
}

结果

请输入数字：
10
20
30
end
3个数的和为60.0
3个数的平均值是20.0

二、系统相关

1、System类

1.1 概述

System类代表当前java程序的运行平台，系统级的很多属性和控制方法都放置在该类的内部。由于该类的构造方法是 private 的，无法创建该类的对象，即无法实例化该类。

1.2 System类的成员变量(了解)

PrintStream out：标准输出流。
InputStream in：标准输入流。
PrintStream err：标准的错误输出流。

1.3 System类的成员方法

System 类中提供了一些系统级的操作方法，常用有 arraycopy()、currentTimeMillis()、exit()、gc() 和 getProperty()。
1）arraycopy()方法
数组复制，即从指定源数组中复制一个数组。

//arraycopy(Object src,int srcPos,Object dest,int destPos,int length)
//参数说明：(源数组，从源数组复制的起始位置，目标数组，要复制到的目标数组的起始位置，复制的个数)
public class SystemDemo {
    public static void main(String[] args) {
        char[] srcArray={'A','B','C','D'};
        char[] destArray={'E','F','G','H'};
        System.arraycopy(srcArray,1,destArray,1,2);
        System.out.println("源数组：");
        for(int i=0;i<srcArray.length;i++){ //遍历输出
            System.out.println(srcArray[i]);  //源数组：A B C D (纵向)
        }
        System.out.println("目标数组：");
        for(int j=0;j<destArray.length;j++){
            System.out.println(destArray[j]);  //目标数组：E B C H (纵向)
        }
    }
}

2）currentTimeMillis()方法
返回当前的计算机时间。long m = System.currentTimeMillis(); ，获得一个长整型的数字，是以差值表达的当前时间（当前计算机时间与 GMT 时间（格林尼治时间）1970 年 1 月 1 日 0 时 0 分 0 秒所差的毫秒数）。

作用：测试不同算法程序的执行效率高低，用于后期线程控制时的精确延时实现。

public class SystemDemo {
    public static void main(String[] args) {
        long start=System.currentTimeMillis();
        int a=0;
        for(int i=0;i<100000000;i++){ //循环100000000次
            a++;  //a=a+1,自增加一
        }
        long end=System.currentTimeMillis();
        long time=end-start;  //for循环执行所需要的毫秒数
        System.out.println(a);  //100000000
        System.out.println(("程序运行前时间"+start+"秒"));  //程序运行前时间1673702597732秒
        System.out.println(("程序运行后时间"+end+"秒"));  //程序运行后时间1673702597734秒
        System.out.println(("程序执行时间为"+time+"秒"));  //程序执行时间为2秒
    }
}

3）exit()方法
终止当前正在运行的 Java 虚拟机。exit(int status)，status = 0 时为正常退出，非零为异常退出，较常应用在图形界面编程中实现程序的退出功能等。
4）gc()方法
请求系统进行垃圾回收，完成内存中的垃圾清除。
5）getProperty()方法
使用该方法可以获得很多系统级的参数以及对应的值。

public class SystemDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String jversion = System.getProperty("java.version");
        String oName = System.getProperty("os.name");
        String user = System.getProperty("user.name");
        System.out.println("Java运行时环境版本："+jversion);
        System.out.println("当前操作系统是："+oName);
        System.out.println("当前用户是："+user);
    }
}

结果

Java运行时环境版本：11.0.14
当前操作系统是：Windows 10
当前用户是：ASUS