Java常用类 | 比较器、System、Math 、BigInteger和BigDecimal

比较器

Java中有一些比较运算符，如 >、<、==、!=、>=、<=、instanceof、equals ，不过其中大部分只能比较基本数据类型，引用数据类型除了==、instanceof、equals之外，>、<这些都不能用。
所以，为了满足对象排序的需求，java提供了两个接口实现对象排序。

Java实现对象排序的方式有两种：

• 自然排序:java.lang.Comparable
• 定制排序:java.util.Comparator

自然排序 Comparable接口

首先，看一下Comarable的典型例子，String类的比较。像String类或者包装类中都实现了Comparable接口，重写了compareTo()方法，在重写的方法体中给出了比较两个对象大小的方式。
如，String类中的compareTo方法中是按照字符串中字符的Unicode值进行从小到大的比较。

@Test
public void testComparable(){
    String[] arr = new String[]{"EE","FF","CC","BB","DD","AA"};
    Arrays.sort(arr);
    System.out.println(Arrays.toString(arr)); // 打印：[AA, BB, CC, DD, EE, FF]
}

对于自然排序来说，重写compareTo(obj)方法的规则如下：

• 如果当前对象this大于形参对象obj，则返回正整数，
• 如果当前对象this小于形参对象obj，则返回负整数
• 如果当前对象this等于形参对象obj，则返回零。

对于自定义类，如果需要排序，那么可以让自定义类实现Comparable接口，并重写CompareTo方法在CompareTo中，指明如何对对象进行排序。

下面进行举例：
假如，有一个商品类，有商品价格和商品名称的属性，现在需要根据商品的价格高低对多个对象进行排序。

public class Goods implements Comparable{
    private String name; // 商品名称
    private double price; // 商品价格

    public Goods() {
    }

    public Goods(String name, double price) {
        this.name = name;
        this.price = price;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public double getPrice() {
        return price;
    }

    public void setPrice(double price) {
        this.price = price;
    }
    // 重写toString方法
    @Override
    public String toString() {
        return "name:"+ name + ",price:"+ price;
    }

    // 指明如何进行排序，比如按照商品的价格从低到高进行排序
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        if (o instanceof Goods){
            Goods goods = (Goods)o;
            if(this.price > goods.price){
                return 1;
            }else if(this.price < goods.price){
                return -1;
            }else{
                return 0;
            }
        }
        throw new RuntimeException("传入的数据类型不一致！");
    }
}

测试，创建Goods对象数组，存储四个商品，然后使用Arrays.sort进行排序，再进行输出，代码如下：

 @Test
    public void testGoods(){
        Goods[] arr = new Goods[4];
        arr[0] = new Goods("Rapoo",189.9);
        arr[1] = new Goods("Logitech",239.5);
        arr[2] = new Goods("Razer",100.5);
        arr[3] = new Goods("Dell",79.9);

        System.out.println("排序前: " + Arrays.toString(arr));
        Arrays.sort(arr);
        System.out.println("排序后: " + Arrays.toString(arr));
    }

运行结果：

排序前: [name:Rapoo,price:189.9, name:Logitech,price:239.5, name:Razer,price:100.5, name:Dell,price:79.9]
排序后: [name:Dell,price:79.9, name:Razer,price:100.5, name:Rapoo,price:189.9, name:Logitech,price:239.5]

这样，输出的对象数组就会按照商品的价格从低到高进行排序。
总结一下：使用自然排序来比较自定义类的对象大小，先让自定义实现Comparable接口，然后重写compareTo()方法，在方法体内写具体要根据什么逻辑来比较对象的大小。

定制排序 Comparator接口

当元素的类型没有实现java.lang.Comparable接口而又不方便修改代码，或者实现java.lang.Comparable接口的排序规则不适合当前的操作，那么可以考虑使用Comparator的对象来排序，强行对多个对象进行整体排序的比较。

同样，实现类需要重写接口的方法compare()，compare方法的重写规则如下：
对于方法compare(Object o1,Object o2)，比较o1和o2的大小：

• 如果方法返示回正整数，则表示o1大于o2 ；
• 如果返回0，表示相等；
• 返回负整数，表示o1 小于o2。

示例，还是使用上面Goods.class代码为例：

@Test
    public void testGoods2(){
        Goods[] arr = new Goods[4];
        arr[0] = new Goods("Rapoo",189.9);
        arr[1] = new Goods("Logitech",239.5);
        arr[2] = new Goods("Razer",100.5);
        arr[3] = new Goods("Dell",79.9);

        Arrays.sort(arr, new Comparator() {
            // 指明商品比较大小的方式：按照商品名称从低到高排序，如果是相同价格的就按照价格从高到低排序
            @Override
            public int compare(Object o, Object t1) {
                if (o instanceof Goods && t1 instanceof Goods){
                    Goods g1 = (Goods)o;
                    Goods g2 = (Goods)t1;
                    if (g1.getName().equals(g2.getName())){
                        return -Double.compare(g1.getPrice(),g2.getPrice());
                    }else{
                        return g1.getName().compareTo(g2.getName());
                    }
                }
                throw new RuntimeException("输入的数据类型不一致");
            }
        });

        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }

除此之外，可以将 Comparator 传递给 sort 方法（如 Collections.sort 或 Arrays.sort），从而允许在排序顺序上实现精确控制。
示例：

@Test
public void testComparator(){
    String[] arr = new String[]{"EE","FF","CC","BB","DD","AA"};
    Arrays.sort(arr,new Comparator(){
    // 定制规则，让字符串从大到小进行排序
    @Override
    public int compare(Object o, Object t1) {
        if (o instanceof String && t1 instanceof String){
            String s1 = (String)o;
            String s2 = (String)t1;
            return -s1.compareTo(s2);
            }
            throw new RuntimeException("输入的数据类型不一致");
        }
    });
    System.out.println(Arrays.toString(arr));
}

还可以使用 Comparator 来控制某些数据结构（如有序 set或有序映射）的
顺序，或者为那些没有自然顺序的对象 collection 提供排序。

常用类之System类

System类代表系统，系统级的很多属性和控制方法都放置在该类的内部。该类位于java.lang包。
由于该类的构造器是private的，所以无法创建该类的对象，也就是无法实例化该类。其内部的成员变量和成员方法都是static的，所以也可以很方便的进行调用。

成员变量
System类内部包含in、out和err三个成员变量，分别代表标准输入流(键盘输入)，标准输出流(显示器)和标准错误输出流(显示器)。

成员方法
native long currentTimeMillis()： ：
该方法的作用是返回当前的计算机时间，时间的表达格式为当前计算机时间和GMT时间(格林威治时间)1970年1月1号0时0分0秒所差的毫秒数。

void exit(int status)
该方法的作用是退出程序。其中status的值为0代表正常退出，非零代表异常退出。 使用该方法可以在图形界面编程中实现程序的退出功能等。

void gc()
该方法的作用是请求系统进行垃圾回收。至于系统是否立刻回收，则取决于系统中垃圾回收算法的实现以及系统执行时的情况。
String getProperty(String key)
该方法的作用是获得系统中属性名为key的属性对应的值。系统中常见的属性名以及属性的作用如下表所示：

属性名	说明
java.version	Java运行环境的版本
java.home	Java安装目录
os.name	操作系统名称
os.version	操作系统版本
user.name	用户名称
user.home	用户的主目录
user.dir	用户当前工作目录

示例：

@Test
    public void testSystem(){
        String javaVersion = System.getProperty("java.version");
        System.out.println("java的version:" + javaVersion);

        String javaHome = System.getProperty("java.home");
        System.out.println("java的home:" + javaHome);

        String osName = System.getProperty("os.name");
        System.out.println("os的name:" + osName);

        String osVersion = System.getProperty("os.version");
        System.out.println("os的version:" + osVersion);

        String userName = System.getProperty("user.name");
        System.out.println("user的name:" + userName);

        String userHome = System.getProperty("user.home");
        System.out.println("user的home:" + userHome);

        String userDir = System.getProperty("user.dir");
        System.out.println("user的dir:" + userDir);
    }

常用类之Math类

java.lang.Math提供了一系列静态方法用于科学计算。其方法的参数和返回值类型一般为double类型。常用方法如下：

• abs：求绝对值
• acos,asin,atan,cos,sin,tan：三角函数
• sqrt：求平方根
• pow(double a,doble b)：求a的b次幂
• log：求自然对数
• exp：e为底指数
• max(double a,double b)：求a，b的最大值
• min(double a,double b)：求a,b的最小值
• random()：返回0.0 到1.0 的随机数
• long round(double a) ：double型数据a 转换为long 型（四舍五入）
• toDegrees(double angrad)：弧度—> 角度
• toRadians(double angdeg) ：角度—> 弧度

常用类之BigInteger类和BigDecimal类

BigInteger类

Integer类作为int的包装类，能存储的最大整型值为2^31 -1，Long类也是有限的，最大为2^63 -1。如果要表示再大的整数，不管是基本数据类型还是他们的包装类都无能为力，更不用说进行运算了。

java.math包的BigInteger可以表示不可变的任意精度的整数。BigInteger提供所有Java的基本整数操作符的对应物，并提供java.lang.Math的所有相关方法。另外，BigInteger 还提供以下运算：模算术、GCD 计算、质数测试、素数生成、位操作以及一些其他操作。

BigDecimal类

一般的Float类和Double类可以用来做科学计算或工程计算，但在 商业计算中，到 要求数字精度比较高，故用到java.math.BigDecimal类。
BigDecimal类支持不可变的、任意精度的有符号十进制定点数。
构造器

• public BigDecimal(double val)
• public BigDecimal(String val)

常用方法

• public BigDecimal add(BigDecimal augend)
• public BigDecimal subtract(BigDecimal subtrahend)
• public BigDecimal multiply(BigDecimal multiplicand)
• public BigDecimal divide(BigDecimal divisor, int scale, int roundingMode)