ArrayList是List接口的一個可變長數(shù)組實現(xiàn)。實現(xiàn)了所有List接口的操作，并允許存儲null值。除了沒有進行同步，ArrayList基本等同于Vector。在Vector中幾乎對所有的方法都進行了同步，但ArrayList僅對writeObject和readObject進行了同步，其它比如add(Object)、remove(int)等都沒有同步。
1.存儲
ArrayList使用一個Object的數(shù)組存儲元素。
private?transient?Object?elementData[];
ArrayList實現(xiàn)了java.io.Serializable接口，這兒的transient標示這個屬性不需要自動序列化。下面會在writeObject()方法中詳細講解為什么要這樣作。
2.add和remove
????public?boolean?add(Object?o)?{?
????ensureCapacity(size?+?1);??//?Increments?modCount!!?
????elementData[size++]?=?o;?
????return?true;?
????}?
注意這兒的ensureCapacity()方法，它的作用是保證elementData數(shù)組的長度可以容納一個新元素。在“自動變長機制”中將詳細講解。
????public?Object?remove(int?index)?{?
????RangeCheck(index);?
????modCount++;?
????Object?oldValue?=?elementData[index];?
????int?numMoved?=?size?-?index?-?1;?
????if?(numMoved?>?0)?
????????System.arraycopy(elementData,?index+1,?elementData,?index,?
?????????????????numMoved);?
????elementData[--size]?=?null;?//?Let?gc?do?its?work?
????return?oldValue;?
????}?
RangeCheck()的作用是進行邊界檢查。由于ArrayList采用一個對象數(shù)組存儲元素，所以在刪除一個元素時需要把后面的元素前移。刪除一個元素時只是把該元素在elementData數(shù)組中的引用置為null，具體的對象的銷毀由垃圾收集器負責。
modCount的作用將在下面的“iterator()中的同步”中說明。
注：在前移時使用了System提供的一個實用方法：arraycopy()，在本例中可以看出System.arraycopy()方法可以對同一個數(shù)組進行操作，這個方法是一個native方法，如果對同一個數(shù)組進行操作時，會首先把從源部分拷貝到一個臨時數(shù)組，在把臨時數(shù)組的元素拷貝到目標位置。
3.自動變長機制
在實例化一個ArrayList時，你可以指定一個初始容量。這個容量就是elementData數(shù)組的初始長度。如果你使用：
????ArrayList?list?=?new?ArrayList();?
則使用缺省的容量：10。
????public?ArrayList()?{?
????this(10);?
????}?
ArrayList提供了四種add()方法，
public?boolean?add(Object?o)
public?void?add(int?index,?Object?element)
public?boolean?addAll(Collection?c)
public?boolean?addAll(int?index,?Collection?c)
在每一種add()方法中，都首先調(diào)用了一個ensureCapacity(int?miniCapacity)方法，這個方法保證elementData數(shù)組的長度不小于miniCapacity。ArrayList的自動變長機制就是在這個方法中實現(xiàn)的。
????public?void?ensureCapacity(int?minCapacity)?{?
????modCount++;?
????int?oldCapacity?=?elementData.length;?
????if?(minCapacity?>?oldCapacity)?{?
????????Object?oldData[]?=?elementData;?
????????int?newCapacity?=?(oldCapacity?*?3)/2?+?1;?
????????????if?(newCapacity?<?minCapacity)?
????????newCapacity?=?minCapacity;?
????????elementData?=?new?Object[newCapacity];?
????????System.arraycopy(oldData,?0,?elementData,?0,?size);?
????}?
????}?
從這個方法實現(xiàn)中可以看出ArrayList每次擴容，都擴大到原來大小的1.5倍。
每種add()方法的實現(xiàn)都大同小異，下面給出add(Object)方法的實現(xiàn)：
????public?boolean?add(Object?o)?{?
????ensureCapacity(size?+?1);??//?Increments?modCount!!?
????elementData[size++]?=?o;?
????return?true;?
????}?
4.iterator()中的同步
在父類AbstractList中定義了一個int型的屬性：modCount，記錄了ArrayList結(jié)構(gòu)性變化的次數(shù)。
????protected?transient?int?modCount?=?0;?
在ArrayList的所有涉及結(jié)構(gòu)變化的方法中都增加modCount的值，包括：add()、remove()、addAll()、removeRange()及clear()方法。這些方法每調(diào)用一次，modCount的值就加1。
注：add()及addAll()方法的modCount的值是在其中調(diào)用的ensureCapacity()方法中增加的。
AbstractList中的iterator()方法（ArrayList直接繼承了這個方法）使用了一個私有內(nèi)部成員類Itr，生成一個Itr對象（Iterator接口）返回：
????public?Iterator?iterator()?{?
????return?new?Itr();?
????}?
Itr實現(xiàn)了Iterator()接口，其中也定義了一個int型的屬性：expectedModCount，這個屬性在Itr類初始化時被賦予ArrayList對象的modCount屬性的值。
????int?expectedModCount?=?modCount;?
注：內(nèi)部成員類Itr也是ArrayList類的一個成員，它可以訪問所有的AbstractList的屬性和方法。理解了這一點，Itr類的實現(xiàn)就容易理解了。
在Itr.hasNext()方法中：
????public?boolean?hasNext()?{?
????????return?cursor?!=?size();?
????}?
調(diào)用了AbstractList的size()方法，比較當前光標位置是否越界。
在Itr.next()方法中，Itr也調(diào)用了定義在AbstractList中的get(int)方法，返回當前光標處的元素：
????public?Object?next()?{?
????????try?{?
????????Object?next?=?get(cursor);?
????????checkForComodification();?
????????lastRet?=?cursor++;?
????????return?next;?
????????}?catch(IndexOutOfBoundsException?e)?{?
????????checkForComodification();?
????????throw?new?NoSuchElementException();?
????????}?
????}?
注意，在next()方法中調(diào)用了checkForComodification()方法，進行對修改的同步檢查：
????final?void?checkForComodification()?{?
????????if?(modCount?!=?expectedModCount)?
????????throw?new?ConcurrentModificationException();?
????}?
現(xiàn)在對modCount和expectedModCount的作用應(yīng)該非常清楚了。在對一個集合對象進行跌代操作的同時，并不限制對集合對象的元素進行操作，這些操作包括一些可能引起跌代錯誤的add()或remove()等危險操作。在AbstractList中，使用了一個簡單的機制來規(guī)避這些風險。這就是modCount和expectedModCount的作用所在。
5.序列化支持
ArrayList實現(xiàn)了java.io.Serializable接口，所以ArrayList對象可以序列化到持久存儲介質(zhì)中。ArrayList的主要屬性定義如下：
private?static?final?long?serialVersionUID?=?8683452581122892189L;
private?transient?Object?elementData[];
private?int?size;
可以看出serialVersionUID和size都將自動序列化到介質(zhì)中，但elementData數(shù)組對象卻定義為transient了。也就是說ArrayList中的所有這些元素都不會自動系列化到介質(zhì)中。為什么要這樣實現(xiàn)？因為elementData數(shù)組中存儲的“元素”其實僅是對這些元素的一個引用，并不是真正的對象，序列化一個對象的引用是毫無意義的，因為序列化是為了反序列化，當你反序列化時，這些對象的引用已經(jīng)不可能指向原來的對象了。所以在這兒需要手工的對ArrayList的元素進行序列化操作。這就是writeObject()的作用。
????private?synchronized?void?writeObject(java.io.ObjectOutputStream?s)?
????????throws?java.io.IOException{?
????//?Write?out?element?count,?and?any?hidden?stuff?
????s.defaultWriteObject();?
???//?Write?out?array?length?
????s.writeInt(elementData.length);?
????//?Write?out?all?elements?in?the?proper?order.?
????for?(int?i=0;?i<size;?i++)?
????????????s.writeObject(elementData[i]);?
????}?
這樣元素數(shù)組elementData中的所以元素對象就可以正確地序列化到存儲介質(zhì)了。
對應(yīng)的readObject()也按照writeObject()方法的順序從輸入流中讀取：
????private?synchronized?void?readObject(java.io.ObjectInputStream?s)?
????????throws?java.io.IOException,?ClassNotFoundException?{?
????//?Read?in?size,?and?any?hidden?stuff?
????s.defaultReadObject();?
????//?Read?in?array?length?and?allocate?array?
????int?arrayLength?=?s.readInt();?
????elementData?=?new?Object[arrayLength];?
????//?Read?in?all?elements?in?the?proper?order.?
????for?(int?i=0;?i<size;?i++)?
????????????elementData[i]?=?s.readObject();?
????}?
本章介紹Java的實用工具類庫java.util包。在這個包中，Java提供了一些實用的方法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。例如，Java提供日期(Data)類、日歷(Calendar)類來產(chǎn)生和獲取日期及時間，提供隨機數(shù)(Random)類產(chǎn)生各種類型的隨機數(shù)，還提供了堆棧(Stack)、向量(Vector)?、位集合(Bitset)以及哈希表(Hashtable)等類來表示相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
圖1.1給出了java.util包的基本層次結(jié)構(gòu)圖。下面我們將具體介紹其中幾個重要的類。
┌java.util.BitSet
│java.util.Calendar
│ └java.util.GregorianCalendar
│java.util.Date
│java.util.Dictionary
│ └java.util.Hashtable
│ └java.util.Properties
│java.util.EventObject
│java.util.ResourceBundle
┌普通類┤ ├java.util.ListResourceBundle
│ │ └java.util.PropertyResourceBundle
│ │java.util.Local
│ │java.util.Observable
│ │java.util.Random
│ │java.util.StringTokenizer
│ │java.util.Vector
│ │ └java.util.Stack
Java.util┤ └java.util.TimeZone
│ └java.util.SimpleTimeZone
│ ┌java.util.Enumeration
├接 口┤java.util.EventListener
│ └java.util.Observer
│ ┌java.util.EmptyStackException
└異常類┤java.util.MissingResourceException
│java.util.NoSuchElementException
└java.util.TooManyListenersException
圖1.1?java.util包的基本層次結(jié)構(gòu)
1.2?日期類Date
Java在日期類中封裝了有關(guān)日期和時間的信息，用戶可以通過調(diào)用相應(yīng)的方法來獲取系統(tǒng)時間或設(shè)置日期和時間。Date類中有很多方法在JDK1.0公布后已經(jīng)過時了，在8.3中我們將介紹JDK1.0中新加的用于替代Date的功能的其它類。
在日期類中共定義了六種構(gòu)造函數(shù)。
(1)public?Date()
創(chuàng)建的日期類對象的日期時間被設(shè)置成創(chuàng)建時刻相對應(yīng)的日期時間。
例?Date?today=new?Date()；//today被設(shè)置成創(chuàng)建時刻相對應(yīng)的日期時間。
(2)public?Date?(long?date)
long?型的參數(shù)date可以通過調(diào)用Date類中的static方法parse(String?s)來獲得。
例?long?l=Date.parse("Mon?6?Jan?1997?13:3:00");
Date?day=new?Date(l);
//day中時間為1997年?1月6號星期一，13:3:00。
(3)public?Date(String?s)
按字符串s產(chǎn)生一日期對象。s的格式與方法parse中字符串參數(shù)的模式相同。
例?Date?day=new?Date("Mon?6?Jan?1997?13:3:00");
//day?中時間為1997年1月6號星期一，13:3:00.
(4)public?Date(int?year,int?month,int?date)
(5)public?Date(int?year,int?month,int?date,int?hrs,int?min)
(6)public?Date(int?year,int?month,int?date,int?hrs,int?min,int?sec)
按給定的參數(shù)創(chuàng)建一日期對象。
參數(shù)說明：
year的值為：需設(shè)定的年份-1900。例如需設(shè)定的年份是1997則year的值應(yīng)為97，即1997-1900的結(jié)果。所以Date中可設(shè)定的年份最小為1900；
month的值域為0～11，0代表1月，11表代表12月；
date的值域在1～31之間；
hrs的值域在0～23之間。從午夜到次日凌晨1點間hrs=0，從中午到下午1點間hrs=12；
min和sec的值域在0～59之間。
例?Date?day=new?Date(11,3,4);
//day中的時間為：04-Apr-11?12:00:00?AM
另外，還可以給出不正確的參數(shù)。
例 設(shè)定時間為1910年2月30日，它將被解釋成3月2日。
Date?day=new?Date(10,1,30,10,12,34);
System.out.println("Day's?date?is:"+day);
//打印結(jié)果為：Day's?date?is:Web?Mar?02?10:13:34?GMT+08:00?1910
下面我們給出一些Date類中常用方法。
(1)public?static?long?UTC(int?year,int?month,int?date,int?hrs.?int?min,int?sec)
該方法將利用給定參數(shù)計算UTC值。UTC是一種計時體制，與GMT(格林威治時間)的計時體系略有差別。UTC計時體系是基于原子時鐘的，而GTMT計時體系是基于天文學觀測的。計算中使用的一般為GMT計時體系。
(2)public?static?long?parse(String?s)
該方法將字符串s轉(zhuǎn)換成一個long型的日期。在介紹構(gòu)造方法Date(long?date)時曾使用過這個方法。
字符串s有一定的格式，一般為：
(星期?日?年?時間GMT+時區(qū))
若不注明時區(qū)，則為本地時區(qū)。
(3)public?void?setMonth(int?month)
(4)public?int?getMonth()
這兩個方法分別為設(shè)定和獲取月份值。
獲取的月份的值域為0～11，0代表1月，11代表12月。
(5)public?String?toString()
(6)public?String?toLocalString()
(7)public?String?toGMTString()
將給定日期對象轉(zhuǎn)換成不同格式的字符串。它們對應(yīng)的具體的格式可參看例子8.1。
(8)public?int?getTimezoneOffset()
該方法用于獲取日期對象的時區(qū)偏移量。
例8.1中對上面介紹的Date類中的基本方法進行了具體的應(yīng)用，并打印了相應(yīng)的結(jié)果。由于使用了一些過時的方法，所以編譯時會有警告信息。另外，由于本例中的時間表示與平臺有關(guān)，不同的JDK版本對此處理不完全相同，因此不同版本的JDK執(zhí)行本例的結(jié)果可能有細微差異。
例1.1?DateApp.java
import?java.lang.System;
import?java.util.Date;
public?class?DateApp{
public?static?void?main(String?args[]){
Date?today=new?Date();
//today中的日期被設(shè)成創(chuàng)建時刻的日期和時間，假設(shè)創(chuàng)建時刻為1997年3月
//23日17時51分54秒。
System.out.println("Today's?date?is?"+today);
//返回一般的時間表示法，本例中結(jié)果為
//Today's?date?is?Fri?May?23?17:51:54?1997
System.out.println("Today's?date(Internet?GMT)is:"
+today.toGMTString());
//返回結(jié)果為GMT時間表示法，本例中結(jié)果為
//Today's?date(Internet?GMT)is:?23?May?1997?09:51:54:GMT
System.out.println("Today's?date(Locale)?is:"
+today.toLocaleString());
//返回結(jié)果為本地習慣的時間表示法，結(jié)果為
//Today's?date(Locale)is:05/23/97?17:51:54
System.out.println("Today's?year?is:?"+today.getYear());
System.out.println("Today's?month?is:?"+(today.getMonth()+1));
System.out.println("Today's?date?is:?"+today.getDate());
//調(diào)用Date類中方法，獲取年月日的值。
//下面調(diào)用了不同的構(gòu)造方法來創(chuàng)建Date類的對象。
Date?day1=new?Date(100,1,23,10,12,34);
System.out.println("Day1's?date?is:?"+day1);
Date?day2=new?Date("Sat?12?Aug?1996?13:3:00");
System.out.println("Day2's?date?is:?"+day2);
long?l=?Date.parse("Sat?5?Aug?1996?13:3:00?GMT+0800");
Date?day3=?new?Date(l);
System.out.println("Day3's?date(GMT)is:?"+day3.toGMTString());
System.out.println("Day3's?date(Locale)is:?"
+day3.toLocaleString());
System.out.println("Day3's?time?zone?offset?is:"
+day3.getTimezoneOffset());
}
}
運行結(jié)果(JDK1.3版，與原文不同，原文是JDK1.0版)：
E:\java\tutorial\java01>java?DateApp
Today's?date?is?Thu?Dec?27?17:58:16?CST?2001
Today's?date(Internet?GMT)is:27?Dec?2001?09:58:16?GMT
Today's?date(Locale)?is:2001-12-27?17:58:16
Today's?year?is:?101
Today's?month?is:?12
Today's?date?is:?27
Day1's?date?is:?Wed?Feb?23?10:12:34?CST?2000
Day2's?date?is:?Fri?Aug?12?13:03:00?CST?1996
Day3's?date(GMT)is:?5?Aug?1996?05:03:00?GMT
Day3's?date(Locale)is:?1996-8-5?13:03:00
Day3's?time?zone?offset?is:-480
E:\java\tutorial\java01>
1.3?日歷類Calendar
在早期的JDK版本中，日期(Date)類附有兩大功能：(1)允許用年、月、日、時、分、秒來解釋日期：(2)允許對表示日期的字符串進行格式化和句法分析。在JDK1.1中提供了類Calendar來完成第一種功能，類DateFormat來完成第二項功能。dateFormat是java.text包中的一個類。與Date類有所不同的是，DateFormat類接受用各種語言和不同習慣表示的日期字符串。本節(jié)將介紹java.util包中的類Calendar及其它新增加的相關(guān)的類。
類Calendar是一個抽象類，它完成日期(Date)類和普通日期表示法(即用一組整型域如YEAR，MONTH，DAY，HOUR表示日期)之間的轉(zhuǎn)換。
由于所使用的規(guī)則不同，不同的日歷系統(tǒng)對同一個日期的解釋有所不同。在JDK1.1中提供了Calendar類一個子類GregorianCalendar??它實現(xiàn)了世界上普遍使用的公歷系統(tǒng)。當然用戶也可以通過繼承Calendar類，并增加所需規(guī)則，以實現(xiàn)不同的日歷系統(tǒng)。
第GregorianCalendar繼承了Calendar類。本節(jié)將在介紹類GregorianCalendar的同時順帶介紹Calendar類中的相關(guān)方法。
類GregorianCalendar提供了七種構(gòu)造函數(shù)：
(1)public?GregorianCalendar()
創(chuàng)建的對象中的相關(guān)值被設(shè)置成指定時區(qū)，缺省地點的當前時間，即程序運行時所處的時區(qū)、地點的當前時間。
(2)public?GregorianCalendar(TimeZone?zone)
創(chuàng)建的對象中的相關(guān)值被設(shè)置成指定時區(qū)zone，缺省地點的當前時間。
(3)public?GregorianCalendar(Locale?aLocale)
創(chuàng)建的對象中的相關(guān)值被設(shè)置成缺省時區(qū)，指定地點aLocale的當前時間。
(4)public?GregorianCalendar(TimeZone?zone,Local?aLocale)
創(chuàng)建的對象中的相關(guān)值被設(shè)置成指定時區(qū)，指定地點的當前時間。
上面使用到的類TimeZone的性質(zhì)如下：
TimeZone是java.util包中的一個類，其中封裝了有關(guān)時區(qū)的信息。每一個時區(qū)對應(yīng)一組ID。類TimeZone提供了一些方法完成時區(qū)與對應(yīng)ID兩者之間的轉(zhuǎn)換。
(Ⅰ)已知某個特定的ID，可以調(diào)用方法
public?static?synchronized?TimeZone?getTimeZone(String?ID)
來獲取對應(yīng)的時區(qū)對象。
例?太平洋時區(qū)的ID為PST，用下面的方法可獲取對應(yīng)于太平洋時區(qū)的時區(qū)對象：
TimeZone?tz=TimeZone.getTimeZone("PST");
調(diào)用方法getDefault()可以獲取主機所處時區(qū)的對象。
TimeZone?tz=TimeZone.getDefault();
(Ⅱ)調(diào)用以下方法可以獲取時區(qū)的ID
■public?static?synchronized?String[]?getavailableIDs(int?rawOffset)
根據(jù)給定時區(qū)偏移值獲取ID數(shù)組。同一時區(qū)的不同地區(qū)的ID可能不同，這是由于不同地區(qū)對是否實施夏時制意見不統(tǒng)一而造成的。
例String?s[]=TimeZone.getAvailableIDs(-7*60*60*1000);
打印s，結(jié)果為s[0]=PNT，s[1]=MST
■public?static?synchronized?String[]?getAvailableIDs()
獲取提供的所有支持的ID。
■public?String?getID()
獲取特定時區(qū)對象的ID。
例?TimeZone?tz=TimeZone.getDefault();
String?s=tz.getID();
打印s，結(jié)果為s=CTT。
上面使用類的對象代表了一個特定的地理、政治或文化區(qū)域。Locale只是一種機制，它用來標識一類對象，Local本身并不包含此類對象。
要獲取一個Locale的對象有兩種方法：
(Ⅰ)調(diào)用Locale類的構(gòu)造方法
Locale(String?language,String?country)
Locale(String?language,String?country,String?variant)
參數(shù)說明：language??在ISO-639中定義的代碼，由兩個小寫字母組成。
country??在ISO-3166中定義的代碼，由兩個大寫字母組成。
variant??售貨商以及特定瀏覽器的代碼，例如使用WIN代表Windows。
(Ⅱ)調(diào)用Locale類中定義的常量
Local類提供了大量的常量供用戶創(chuàng)建Locale對象。
例?Locale.CHINA
為中國創(chuàng)建一個Locale的對象。
類TimeZone和類Locale中的其它方法，讀者可查閱API。
(5)public?GregorianCalendar(int?year,int?month,int?date)
(6)public?GregorianCalendar(int?year,int?month,int?date,int?hour,int?minute)
(7)public?GregorianCalendar(int?year,int?month,int?date,int?hour,int?minute,int?second)
用給定的日期和時間創(chuàng)建一個GregorianCalendar的對象。
參數(shù)說明：
year-設(shè)定日歷對象的變量YEAR；month-設(shè)定日歷對象的變量MONTH；
date-設(shè)定日歷對象的變量DATE；hour-設(shè)定日歷對象的變量HOUR_OF_DAY；
minute-設(shè)定日歷對象的變量MINUTE；second-設(shè)定日歷對象的變量SECOND。
與Date類中不同的是year的值沒有1900這個下限，而且year的值代表實際的年份。month的含義與Date類相同，0代表1月，11代表12月。
例?GregorianCalendar?cal=new?GregorianCalendar(1991,2,4)
cal的日期為1991年3月4號。
除了與Date中類似的方法外，Calendar類還提供了有關(guān)方法對日歷進行滾動計算和數(shù)學計算。計算規(guī)則由給定的日歷系統(tǒng)決定。進行日期計算時，有時會遇到信息不足或信息不實等特殊情況。Calendar采取了相應(yīng)的方法解決這些問題。當信息不足時將采用缺省設(shè)置，在GregorianCalendar類中缺省設(shè)置一般為YEAR=1970,MONTH=JANUARY,DATE=1。
當信息不實時，Calendar將按下面的次序優(yōu)先選擇相應(yīng)的Calendar的變量組合，并將其它有沖突的信息丟棄。
MONTH+DAY_OF_MONTH
MONTH+WEEK_OF_MONTH+DAY_OF_WEEK
MONTH+DAY_OF_WEEK_OF_MONTH+DAY_OF_WEEK
DAY_OF+YEAR
DAY_OF_WEEK_WEEK_OF_YEAR
HOUR_OF_DAY
1.4?隨機數(shù)類Random
Java實用工具類庫中的類java.util.Random提供了產(chǎn)生各種類型隨機數(shù)的方法。它可以產(chǎn)生int、long、float、double以及Goussian等類型的隨機數(shù)。這也是它與java.lang.Math中的方法Random()最大的不同之處，后者只產(chǎn)生double型的隨機數(shù)。
類Random中的方法十分簡單，它只有兩個構(gòu)造方法和六個普通方法。
構(gòu)造方法：
(1)public?Random()
(2)public?Random(long?seed)
Java產(chǎn)生隨機數(shù)需要有一個基值seed，在第一種方法中基值缺省，則將系統(tǒng)時間作為seed。
普通方法：
(1)public?synonronized?void?setSeed(long?seed)
該方法是設(shè)定基值seed。
(2)public?int?nextInt()
該方法是產(chǎn)生一個整型隨機數(shù)。
(3)public?long?nextLong()
該方法是產(chǎn)生一個long型隨機數(shù)。
(4)public?float?nextFloat()
該方法是產(chǎn)生一個Float型隨機數(shù)。
(5)public?double?nextDouble()
該方法是產(chǎn)生一個Double型隨機數(shù)。
(6)public?synchronized?double?nextGoussian()
該方法是產(chǎn)生一個double型的Goussian隨機數(shù)。
例1.2?RandomApp.java。
//import?java.lang.*;
import?java.util.Random;
public?class?RandomApp{
public?static?void?main(String?args[]){
Random?ran1=new?Random();
Random?ran2=new?Random(12345);
//創(chuàng)建了兩個類Random的對象。
System.out.println("The?1st?set?of?random?numbers:");
System.out.println("\t?Integer:"+ran1.nextInt());
System.out.println("\t?Long:"+ran1.nextLong());
System.out.println("\t?Float:"+ran1.nextFloat());
System.out.println("\t?Double:"+ran1.nextDouble());
System.out.println("\t?Gaussian:"+ran1.nextGaussian());
//產(chǎn)生各種類型的隨機數(shù)
System.out.print("The?2nd?set?of?random?numbers:");
for(int?i=0;i<5;i++){
System.out.println(ran2.nextInt()+"?");
if(i==2)?System.out.println();
//產(chǎn)生同種類型的不同的隨機數(shù)。
System.out.println();//原文如此
}
}
}
運行結(jié)果：
E:\java01>java?RandomApp
The?1st?set?of?random?numbers:
Integer:-173899656
Long:8056223819738127077
Float:0.6293638
Double:0.7888394520265607
Gaussian:0.5015701094568733
The?2nd?set?of?random?numbers:1553932502
-2090749135
-287790814
-355989640
-716867186
E:\java01>
1.5?向量類Vector
Java.util.Vector提供了向量(Vector)類以實現(xiàn)類似動態(tài)數(shù)組的功能。在Java語言中。正如在一開始就提到過，是沒有指針概念的，但如果能正確靈活地使用指針又確實可以大大提高程序的質(zhì)量，比如在C、C++中所謂“動態(tài)數(shù)組”一般都由指針來實現(xiàn)。為了彌補這點缺陷，Java提供了豐富的類庫來方便編程者使用，Vector類便是其中之一。事實上，靈活使用數(shù)組也可完成向量類的功能，但向量類中提供的大量方法大大方便了用戶的使用。
創(chuàng)建了一個向量類的對象后，可以往其中隨意地插入不同的類的對象，既不需顧及類型也不需預(yù)先選定向量的容量，并可方便地進行查找。對于預(yù)先不知或不愿預(yù)先定義數(shù)組大小，并需頻繁進行查找、插入和刪除工作的情況，可以考慮使用向量類。
向量類提供了三種構(gòu)造方法：
public?vector()
public?vector(int?initialcapacity,int?capacityIncrement)
public?vector(int?initialcapacity)
使用第一種方法，系統(tǒng)會自動對向量對象進行管理。若使用后兩種方法，則系統(tǒng)將根據(jù)參數(shù)initialcapacity設(shè)定向量對象的容量(即向量對象可存儲數(shù)據(jù)的大小)，當真正存放的數(shù)據(jù)個數(shù)超過容量時，系統(tǒng)會擴充向量對象的存儲容量。參數(shù)capacityIncrement給定了每次擴充的擴充值。當capacityIncrement為0時，則每次擴充一倍。利用這個功能可以優(yōu)化存儲。
在Vector類中提供了各種方法方便用戶使用：
■插入功能
(1)public?final?synchronized?void?addElement(Object?obj)
將obj插入向量的尾部。obj可以是任何類的對象。對同一個向量對象，可在其中插入不同類的對象。但插入的應(yīng)是對象而不是數(shù)值，所以插入數(shù)值時要注意將數(shù)值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的對象。
例?要插入一個整數(shù)1時，不要直接調(diào)用v1.addElement(1)，正確的方法為：
Vector?v1=new?Vector();
Integer?integer1=new?Integer(1);
v1.addElement(integer1);
(2)public?final?synchronized?void?setElementAt(object?obj,int?index)
將index處的對象設(shè)成obj，原來的對象將被覆蓋。
(3)public?final?synchronized?void?insertElementAt(Object?obj,int?index)
在index指定的位置插入obj，原來對象以及此后的對象依次往后順延。
■刪除功能
(1)public?final?synchronized?void?removeElement(Object?obj)
從向量中刪除obj。若有多個存在，則從向量頭開始試，刪除找到的第一個與obj相同的向量成員。
(2)public?final?synchronized?void?removeAllElement()
刪除向量中所有的對象。
(3)public?final?synchronized?void?removeElementlAt(int?index)
刪除index所指的地方的對象。
■查詢搜索功能
(1)public?final?int?indexOf(Object?obj)
從向量頭開始搜索obj?,返回所遇到的第一個obj對應(yīng)的下標，若不存在此obj，返回-1。
(2)public?final?synchronized?int?indexOf(Object?obj,int?index)
從index所表示的下標處開始搜索obj。
(3)public?final?int?lastIndexOf(Object?obj)
從向量尾部開始逆向搜索obj。
(4)public?final?synchronized?int?lastIndexOf(Object?obj,int?index)
從index所表示的下標處由尾至頭逆向搜索obj。
(5)public?final?synchronized?Object?firstElement()
獲取向量對象中的首個obj。
(6)public?final?synchronized?Object?lastelement()
獲取向量對象中的最后一個obj。
了解了向量的最基本的方法后，我們來看一下例8.3VectorApp.java。
例1.3?VectorApp.java。
import?java.util.Vector;
import?java.lang.*;//這一句不應(yīng)該要，但原文如此
import?java.util.Enumeration;
public?class?VectorApp{
public?static?void?main(String[]?args){
Vector?v1=new?Vector();
Integer?integer1=new?Integer(1);
v1.addElement("one");
//加入的為字符串對象
v1.addElement(integer1);
v1.addElement(integer1);
//加入的為Integer的對象
v1.addElement("two");
v1.addElement(new?Integer(2));
v1.addElement(integer1);
v1.addElement(integer1);
System.out.println("The?vector?v1?is:\n\t"+v1);
//將v1轉(zhuǎn)換成字符串并打印
v1.insertElementAt("three",2);
v1.insertElementAt(new?Float(3.9),3);
System.out.println("The?vector?v1(used?method?insertElementAt())?is:\n\t?"+v1);
//往指定位置插入新的對象，指定位置后的對象依次往后順延
v1.setElementAt("four",2);
System.out.println("The?vector?v1(used?method?setElementAt())?is:\n\t?"+v1);
//將指定位置的對象設(shè)置為新的對象
v1.removeElement(integer1);
//從向量對象v1中刪除對象integer1由于存在多個integer1所以從頭開始
//找，刪除找到的第一個integer1
Enumeration?enum=v1.elements();
System.out.print("The?vector?v1(used?method?removeElement())is:");
while(enum.hasMoreElements())
System.out.print(enum.nextElement()+"?");
System.out.println();
//使用枚舉類(Enumeration)的方法來獲取向量對象的每個元素
System.out.println("The?position?of?object?1(top-to-bottom):"
+?v1.indexOf(integer1));
System.out.println("The?position?of?object?1(tottom-to-top):"
+v1.lastIndexOf(integer1));
//按不同的方向查找對象integer1所處的位置
v1.setSize(4);
System.out.println("The?new?vector(resized?the?vector)is:"+v1);
//重新設(shè)置v1的大小，多余的元素被行棄
}
}
運行結(jié)果：
E:\java01>java?VectorApp
The?vector?v1?is:
[one,?1,?1,?two,?2,?1,?1]
The?vector?v1(used?method?insertElementAt())?is:
[one,?1,?three,?3.9,?1,?two,?2,?1,?1]
The?vector?v1(used?method?setElementAt())?is:
[one,?1,?four,?3.9,?1,?two,?2,?1,?1]
The?vector?v1(used?method?removeElement())is:one?four?3.9?1?two?2?1?1
The?position?of?object?1(top-to-bottom):3
The?position?of?object?1(tottom-to-top):7
The?new?vector(resized?the?vector)is:[one,?four,?3.9,?1]
E:\java01>
從例1.3運行的結(jié)果中可以清楚地了解上面各種方法的作用，另外還有幾點需解釋。
(1)類Vector定義了方法
public?final?int?size()
此方法用于獲取向量元素的個數(shù)。它的返回值是向是中實際存在的元素個數(shù)，而非向量容量。可以調(diào)用方法capactly()來獲取容量值。
方法：
public?final?synchronized?void?setsize(int?newsize)
此方法用來定義向量大小。若向量對象現(xiàn)有成員個數(shù)已超過了newsize的值，則超過部分的多余元素會丟失。
(2)程序中定義了Enumeration類的一個對象
Enumeration是java.util中的一個接口類，在Enumeration中封裝了有關(guān)枚舉數(shù)據(jù)集合的方法。
在Enumeration中提供了方法hawMoreElement()來判斷集合中是束還有其它元素和方法nextElement()來獲取下一個元素。利用這兩個方法可以依次獲得集合中元素。
Vector中提供方法：
public?final?synchronized?Enumeration?elements()
此方法將向量對象對應(yīng)到一個枚舉類型。java.util包中的其它類中也大都有這類方法，以便于用戶獲取對應(yīng)的枚舉類型。
1.6?棧類Stack
Stack類是Vector類的子類。它向用戶提供了堆棧這種高級的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。棧的基本特性就是先進后出。即先放入棧中的元素將后被推出。Stack類中提供了相應(yīng)方法完成棧的有關(guān)操作。
基本方法：
public?Object?push(Object?Hem)
將Hem壓入棧中，Hem可以是任何類的對象。
public?Object?pop()
彈出一個對象。
public?Object?peek()
返回棧頂元素，但不彈出此元素。
public?int?search(Object?obj)
搜索對象obj,返回它所處的位置。
public?boolean?empty()
判別棧是否為空。
例1.4?StackApp.java使用了上面的各種方法。
例1.4?StackApp.java。
import?java.lang.*;
import?java.util.*;
public?class?StackApp{
public?static?void?main(String?args[]){
Stack?sta=new?Stack();
sta.push("Apple");
sta.push("banana");
sta.push("Cherry");
//壓入的為字符串對象
sta.push(new?Integer(2));
//壓入的為Integer的對象，值為2
sta.push(new?Float(3.5));
//壓入的為Float的對象，值為3.5
System.out.println("The?stack?is,"+sta);
//對應(yīng)棧sta
System.out.println("The?top?of?stack?is:"+sta.peek());
//對應(yīng)棧頂元素，但不將此元素彈出
System.out.println("The?position?of?object?Cherry?is:"
+sta.search("cherry"));
//打印對象Cherry所處的位置
System.out.print("Pop?the?element?of?the?stack:");
while(!sta.empty())
System.out.print(sta.pop()+"?");
System.out.println();
//將棧中的元素依次彈出并打印。與第一次打印的sta的結(jié)果比較，可看出棧
//先進后出的特點
}
}
運行結(jié)果(略)
1.7?哈希表類Hashtable
哈希表是一種重要的存儲方式，也是一種常見的檢索方法。其基本思想是將關(guān)系碼的值作為自變量，通過一定的函數(shù)關(guān)系計算出對應(yīng)的函數(shù)值，把這個數(shù)值解釋為結(jié)點的存儲地址，將結(jié)點存入計算得到存儲地址所對應(yīng)的存儲單元。檢索時采用檢索關(guān)鍵碼的方法。現(xiàn)在哈希表有一套完整的算法來進行插入、刪除和解決沖突。在Java中哈希表用于存儲對象，實現(xiàn)快速檢索。
Java.util.Hashtable提供了種方法讓用戶使用哈希表，而不需要考慮其哈希表真正如何工作。
哈希表類中提供了三種構(gòu)造方法，分別是：
public?Hashtable()
public?Hashtable(int?initialcapacity)
public?Hashtable(int?initialCapacity,float?loadFactor)
參數(shù)initialCapacity是Hashtable的初始容量，它的值應(yīng)大于0。loadFactor又稱裝載因子，是一個0.0到0.1之間的float型的浮點數(shù)。它是一個百分比，表明了哈希表何時需要擴充，例如，有一哈希表，容量為100，而裝載因子為0.9，那么當哈希表90%的容量已被使用時，此哈希表會自動擴充成一個更大的哈希表。如果用戶不賦這些參數(shù)，系統(tǒng)會自動進行處理，而不需要用戶操心。
Hashtable提供了基本的插入、檢索等方法。
■插入
public?synchronized?void?put(Object?key,Object?value)
給對象value設(shè)定一關(guān)鍵字key,并將其加到Hashtable中。若此關(guān)鍵字已經(jīng)存在，則將此關(guān)鍵字對應(yīng)的舊對象更新為新的對象Value。這表明在哈希表中相同的關(guān)鍵字不可能對應(yīng)不同的對象(從哈希表的基本思想來看，這也是顯而易見的)。
■檢索
public?synchronized?Object?get(Object?key)
根據(jù)給定關(guān)鍵字key獲取相對應(yīng)的對象。
public?synchronized?boolean?containsKey(Object?key)
判斷哈希表中是否包含關(guān)鍵字key。
public?synchronized?boolean?contains(Object?value)
判斷value是否是哈希表中的一個元素。
■刪除
public?synchronized?object?remove(object?key)
從哈希表中刪除關(guān)鍵字key所對應(yīng)的對象。
public?synchronized?void?clear()
清除哈希表
另外，Hashtalbe還提供方法獲取相對應(yīng)的枚舉集合：
public?synchronized?Enumeration?keys()
返回關(guān)鍵字對應(yīng)的枚舉對象。
public?synchronized?Enumeration?elements()
返回元素對應(yīng)的枚舉對象。
例1.5?Hashtable.java給出了使用Hashtable的例子。
例1.5?Hashtalbe.java。
//import?java.lang.*;
import?java.util.Hashtable;
import?java.util.Enumeration;
public?class?HashApp{
public?static?void?main(String?args[]){
Hashtable?hash=new?Hashtable(2,(float)0.8);
//創(chuàng)建了一個哈希表的對象hash，初始容量為2，裝載因子為0.8
hash.put("Jiangsu","Nanjing");
//將字符串對象“Jiangsu”給定一關(guān)鍵字“Nanjing”,并將它加入hash
hash.put("Beijing","Beijing");
hash.put("Zhejiang","Hangzhou");
System.out.println("The?hashtable?hash1?is:?"+hash);
System.out.println("The?size?of?this?hash?table?is?"+hash.size());
//打印hash的內(nèi)容和大小
Enumeration?enum1=hash.elements();
System.out.print("The?element?of?hash?is:?");
while(enum1.hasMoreElements())
System.out.print(enum1.nextElement()+"?");
System.out.println();
//依次打印hash中的內(nèi)容
if(hash.containsKey("Jiangsu"))
System.out.println("The?capatial?of?Jiangsu?is?"+hash.get("Jiangsu"));
hash.remove("Beijing");
//刪除關(guān)鍵字Beijing對應(yīng)對象
System.out.println("The?hashtable?hash2?is:?"+hash);
System.out.println("The?size?of?this?hash?table?is?"+hash.size());
}
}
運行結(jié)果：
The?hashtable?hash1?is:?{Beijing=Beijing,?Zhejiang=Hangzhou,?Jiangsu=Nanjing}
The?size?of?this?hash?table?is?3
The?element?of?hash?is:?Beijing?Hangzhou?Nanjing
The?capatial?of?Jiangsu?is?Nanjing
The?hashtable?hash2?is:?{Zhejiang=Hangzhou,?Jiangsu=Nanjing}
The?size?of?this?hash?table?is?2
Hashtable是Dictionary(字典)類的子類。在字典類中就把關(guān)鍵字對應(yīng)到數(shù)據(jù)值。字典類是一個抽象類。在java.util中還有一個類Properties，它是Hashtable的子類。用它可以進行與對象屬性相關(guān)的操作。
1.8?位集合類BitSet
位集合類中封裝了有關(guān)一組二進制數(shù)據(jù)的操作。
我們先來看一下例8.6?BitSetApp.java。
例8.6?BitSetApp.java
//import?java.lang.*;
import?java.util.BitSet;
public?class?BitSetApp{
private?static?int?n=5;
public?static?void?main(String[]?args){
BitSet?set1=new?BitSet(n);
for(int?i=0;i<n;i++)?set1.set(i);
//將set1的各位賦1，即各位均為true
BitSet?set2=?new?BitSet();
set2=(BitSet)set1.clone();
//set2為set1的拷貝
set1.clear(0);
set2.clear(2);
//將set1的第0位set2的第2位清零
System.out.println("The?set1?is:?"+set1);
//直接將set1轉(zhuǎn)換成字符串輸出，輸出的內(nèi)容是set1中值true所處的位置
//打印結(jié)果為The?set1?is:{1,2,3,4}
System.out.println("The?hash?code?of?set2?is:?"+set2.hashCode());
//打印set2的hashCode
printbit("set1",set1);
printbit("set2",set2);
//調(diào)用打印程序printbit(),打印對象中的每一個元素
//打印set1的結(jié)果為The?bit?set1?is:?false?true?true?true?true
set1.and(set2);
printbit("set1?and?set2",set1);
//完成set1?and?set2,并打印結(jié)果
set1.or(set2);
printbit("set1?or?set2",set1);
//完成set1?or?set2,并打印結(jié)果
set1.xor(set2);
printbit("set1?xor?set2",set1);
//完成set1?xor?set2,并打印結(jié)果
}
//打印BitSet對象中的內(nèi)容
public?static?void?printbit(String?name,BitSet?set){
System.out.print("The?bit?"+name+"?is:?");
for(int?i=0;i<n;i++)
System.out.print(set.get(i)+"?");
System.out.println();
}
}
運行結(jié)果：
The?set1?is:?{1,?2,?3,?4}
The?hash?code?of?set2?is:?1225
The?bit?set1?is:?false?true?true?true?true
The?bit?set2?is:?true?true?false?true?true
The?bit?set1?and?set2?is:?false?true?false?true?true
The?bit?set1?or?set2?is:?true?true?false?true?true
The?bit?set1?xor?set2?is:?false?false?false?false?false
程序中使用了BitSet類提供的兩種構(gòu)造方法：
public?BitSet();
public?BitSet(int?n);
參數(shù)n代表所創(chuàng)建的BitSet類的對象的大小。BitSet類的對象的大小在必要時會由系統(tǒng)自動擴充。
其它方法：
public?void?set(int?n)
將BitSet對象的第n位設(shè)置成1。
public?void?clear(int?n)
將BitSet對象的第n位清零。
public?boolean?get(int?n)
讀取位集合對象的第n位的值，它獲取的是一個布爾值。當?shù)趎位為1時，返回true；第n位為0時，返回false。
另外，如在程序中所示，當把一BitSet類的對象轉(zhuǎn)換成字符串輸出時，輸出的內(nèi)容是此對象中true所處的位置。
在BitSet中提供了一組位操作，分別是：
public?void?and(BitSet?set)
public?void?or(BitSet?set)
public?void?xor(BitSet?set)
利用它們可以完成兩個位集合之間的與、或、異或操作。
BitSet類中有一方法public?int?size()來取得位集合的大小，它的返回值與初始化時設(shè)定的位集合大小n不一樣，一般為64。
小結(jié)
本章我們介紹了Java的實用工具類庫java.util中一些常用的類。java.util包中還有其它一些類。它們的具體用法用戶可以自行查閱API。?