背景

本文是《Java 后端从小白到大神》修仙系列第十四篇，正式进入Java后端世界，本篇文章主要聊Java基础。若想详细学习请点击首篇博文，我们开始把。

文章概览

常用工具类

常用工具类

1. `Arrays` 类

作用：提供对数组的静态工具方法，包括排序、搜索、填充、转换等。

常用方法：

方法名	功能说明
`sort(int[] a)`	对数组进行自然顺序排序（升序）
`binarySearch(int[] a, int key)`	二分查找元素索引（需先排序）
`fill(int[] a, int val)`	将数组所有元素填充为指定值
`copyOf(int[] a, int newLength)`	复制数组到新长度（截断或补默认值）
`equals(int[] a, int[] b)`	比较两个数组是否内容相等
`toString(int[] a)`	返回数组的字符串表示（如 `[1, 2, 3]`）
`asList(T... a)`	将数组转换为固定大小的 `List`
`stream(int[] a)`	将数组转换为 `IntStream`（Java 8+）

代码示例：

import java.util.Arrays;

int[] arr = {5, 3, 1, 4, 2};

// 1. 排序
Arrays.sort(arr); // [1, 2, 3, 4, 5]

// 2. 二分查找（需先排序）
int index = Arrays.binarySearch(arr, 4); // 3

// 3. 填充
Arrays.fill(arr, 0); // [0, 0, 0, 0, 0]

// 4. 复制数组
int[] newArr = Arrays.copyOf(arr, 3); // [0, 0, 0]

// 5. 比较数组
boolean isEqual = Arrays.equals(arr, newArr); // false

// 6. 转换为字符串
String arrStr = Arrays.toString(arr); // "[0, 0, 0, 0, 0]"

// 7. 数组转 List（注意：返回的是固定大小的列表）
List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3); 

// 8. 使用 Stream 处理数组
int sum = Arrays.stream(arr).sum(); // 15

2. `Collections` 类

作用：提供对集合（如 List、Set、Map）的静态工具方法。

常用方法：

方法名	功能说明
`sort(List<T> list)`	对列表进行自然顺序排序
`reverse(List<?> list)`	反转列表元素顺序
`binarySearch(List<T> list, T key)`	二分查找元素索引（需先排序）
`shuffle(List<?> list)`	随机打乱列表元素顺序
`max(Collection<T> coll)`	返回集合中的最大元素

代码示例：

import java.util.*;

List<Integer> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(3, 1, 4, 1, 5));

// 排序
Collections.sort(list); // [1, 1, 3, 4, 5]

// 反转
Collections.reverse(list); // [5, 4, 3, 1, 1]

// 查找最大元素
int max = Collections.max(list); // 5

// 随机打乱
Collections.shuffle(list); // 随机顺序

2. `Objects` 类

作用：提供对象判空、哈希计算、比较等工具方法。

常用方法：

方法名	功能说明
`equals(Object a, Object b)`	安全比较两个对象是否相等
`hash(Object... values)`	生成对象的哈希码
`requireNonNull(T obj)`	检查对象非空（否则抛异常）
`toString(Object o)`	安全返回对象的字符串表示

代码示例：

import java.util.Objects;

String str1 = null;
String str2 = "Hello";

// 安全比较
boolean isEqual = Objects.equals(str1, str2); // false

// 检查非空
String name = Objects.requireNonNull(str2, "Name 不能为 null");

// 生成哈希码
int hash = Objects.hash("Java", 8); // 组合哈希值

3. `Files` 和 `Paths` 类（NIO）

作用：用于文件读写和路径操作（Java 7+）。

常用方法：

方法名（`Files`）	功能说明
`readAllBytes(Path path)`	读取文件全部字节
`write(Path path, byte[] data)`	写入字节到文件
`copy(Path src, Path dest)`	复制文件
`exists(Path path)`	检查文件是否存在
`createDirectory(Path dir)`	创建目录

代码示例：

import java.nio.file.*;
import java.io.IOException;

Path path = Paths.get("test.txt");

// 写入文件
Files.write(path, "Hello Java".getBytes());

// 读取文件
byte[] data = Files.readAllBytes(path); // "Hello Java"

// 检查文件是否存在
boolean exists = Files.exists(path); // true

4. `Math` 类

作用：提供数学计算相关的静态方法。

常用方法：

方法名	功能说明
`max(int a, int b)`	返回两个数的较大值
`min(int a, int b)`	返回两个数的较小值
`abs(int a)`	返回绝对值
`sqrt(double a)`	返回平方根
`pow(double a, double b)`	返回 `a` 的 `b` 次幂

代码示例：

1
2
3

int max = Math.max(10, 20); // 20
double sqrt = Math.sqrt(25); // 5.0
double power = Math.pow(2, 3); // 8.0

5. `Stream` 相关方法

作用：通过 Stream API 对集合进行链式操作（Java 8+）。

常用方法：

方法名	功能说明
`filter(Predicate<T> p)`	过滤元素
`map(Function<T, R> f)`	转换元素
`sorted()`	排序元素
`collect(Collectors.toList())`	将流转换为集合

一些常见的 Java 集合框架中的类支持 Stream API：

类	描述
List	有序集合，允许重复元素。例如：ArrayList、LinkedList。
Set	不允许重复元素的集合。例如：HashSet、TreeSet、LinkedHashSet。
Map	键值对集合。虽然 Map 本身不直接支持 stream()，但可以通过 entrySet()、keySet() 或 values() 方法获取流。
Queue	先进先出（FIFO）队列。例如：PriorityQueue、ArrayDeque。
Deque	双端队列。例如：ArrayDeque、LinkedList。

代码示例：

// List
public class CollectionStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        // List
        List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
        list.stream().forEach(System.out::println);

        // Set
        Set<Integer> set = new HashSet<>(list);
        set.stream().forEach(System.out::println);

        // Map
        Map<String, Integer> map = Map.of("One", 1, "Two", 2, "Three", 3);
        map.entrySet().stream().forEach(entry -> System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue()));
    }
}

// 数组
public class ArrayStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        // int[] 数组
        int[] intArray = {1, 2, 3, 4, 5};
        Arrays.stream(intArray).forEach(System.out::println);

        // String[] 数组
        String[] stringArray = {"Apple", "Banana", "Orange"};
        Stream.of(stringArray).forEach(System.out::println);
    }
}

// 文件 I/O
public class FileStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (Stream<String> lines = Files.lines(Paths.get("example.txt"))) {
            lines.forEach(System.out::println);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

// ConcurrentHashMap 和 CopyOnWriteArrayList
public class ConcurrentStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        // ConcurrentHashMap
        ConcurrentHashMap<String, Integer> concurrentMap = new ConcurrentHashMap<>();
        concurrentMap.put("One", 1);
        concurrentMap.put("Two", 2);
        concurrentMap.put("Three", 3);
        concurrentMap.entrySet().stream().forEach(entry -> System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue()));

        // CopyOnWriteArrayList
        CopyOnWriteArrayList<String> copyOnWriteList = new CopyOnWriteArrayList<>();
        copyOnWriteList.add("Apple");
        copyOnWriteList.add("Banana");
        copyOnWriteList.add("Orange");
        copyOnWriteList.stream().forEach(System.out::println);
    }
}

// String 本身不是集合，但它提供了 chars() 和 codePoints() 方法来生成字符或 Unicode 码点的
// Random.ints()、Random.longs() 和 Random.doubles() 方法可以生成无限流
public class OtherStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        // String
        String str = "Hello, World!";
        str.chars().mapToObj(c -> String.valueOf((char) c)).forEach(System.out::print);
        System.out.println();

        // Random
        Random random = new Random();
        random.ints(5, 1, 100).forEach(System.out::println);
    }
}

// 自定义对象支持Stream API
class CustomObject {
    private final int value;

    public CustomObject(int value) {
        this.value = value;
    }

    public int getValue() {
        return value;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "CustomObject{" + "value=" + value + '}';
    }

    public static Stream<CustomObject> stream(List<CustomObject> objects) {
        Spliterator<CustomObject> spliterator = Spliterators.spliterator(objects, Spliterator.ORDERED);
        return StreamSupport.stream(spliterator, false);
    }
}

public class CustomObjectStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<CustomObject> customObjects = Arrays.asList(new CustomObject(1), new CustomObject(2), new CustomObject(3));
        CustomObject.stream(customObjects).forEach(System.out::println);
    }
}

6. `StringUtils`（Apache Commons Lang 库）

作用：第三方库提供的字符串工具类（需引入依赖）。

常用方法：

方法名	功能说明
`isEmpty(String str)`	判断字符串是否为空或 null
`join(Iterable<?> iterable)`	将集合元素拼接为字符串
`substring(String str, int start)`	安全截取子字符串

代码示例：

import org.apache.commons.lang3.StringUtils;

String str = null;
boolean empty = StringUtils.isEmpty(str); // true

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");
String joined = StringUtils.join(list, ","); // "A,B,C"

类名	核心用途	典型场景
`Collections`	集合操作（排序、查找等）	处理 `List`、`Set` 的复杂操作
`Objects`	对象安全操作	避免空指针异常
`Files`/`Paths`	文件读写	文件内容管理
`Math`	数学计算	数值计算
`Stream`	链式集合处理	数据过滤、转换、统计

通过这些工具类，可以显著简化代码并提高开发效率！

总结

集合框架中的类：如 List、Set、Map 等都支持 Stream API。
数组：可以通过 Arrays.stream() 或 Stream.of() 转换为流。
文件 I/O：Files.lines() 可以从文件中读取行并返回流。
并发工具类：如 ConcurrentHashMap 和 CopyOnWriteArrayList 支持 Stream API。
其他类：如 String 和 Random 提供了特定方法生成流。
自定义对象：可以通过实现 Spliterator 接口支持 Stream API。

背景

文章概览

常用工具类

1. Arrays 类

2. Collections 类

2. Objects 类

3. Files 和 Paths 类（NIO）

4. Math 类

5. Stream 相关方法

6. StringUtils（Apache Commons Lang 库）

总结

1. `Arrays` 类

2. `Collections` 类

2. `Objects` 类

3. `Files` 和 `Paths` 类（NIO）

4. `Math` 类

5. `Stream` 相关方法

6. `StringUtils`（Apache Commons Lang 库）