Java基础快速入门: API常用类之Math,System,Object,Objects

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原创 2026-06-26 08:15:00 245 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

常用API01 什么是API API (Application Programming Interface) ：应用程序编程接口java中的API 指的就是 JDK 中提供的各种功能的 Java类，这些类将底层的实现封装了起来，我们不需要关心这些类是如何实现的，只需要学习这些类如何使用即可，我们可以通过帮助文档来学习这些API如何使用。阅读详情

本文纲要

API基本使用：什么是API及文档
Math类：数学计算工具类
System类：系统相关工具类
Object类：所有类的父类
toString()方法
equals()方法
相关面试题
Objects类：对象帮助类

API基本使用

API（Application Programming Interface，应用程序编程接口）是Java已经为我们写好的一些方法。通过使用这些方法，我们不需要关心底层实现，直接调用即可，从而大幅提高开发效率。

如何查阅API文档

Java官方提供了API文档（通常是CHM格式）。
在索引输入框中输入要查找的类名，即可看到该类的所有信息，包括：

所在的包
继承结构
实现的接口
类的描述
构造方法
成员方法及其参数、返回值、含义

以Random类为例，在文档中可以找到它的构造方法和nextInt()方法的详细说明

Math类

Math类包含一些基本数学运算的方法，所有成员都是静态的，直接用类名.方法名调用，不需要创建对象。

原因：Math类的构造方法被private修饰，无法在外部实例化。

项目结构：

com.wb.demo1 
    └── MathDemo.java

常用方法

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)：返回两个int值中的较大值
public static int min(int a, int b)：返回两个int值中的较小值
public static double pow(double a, double b)：返回a的b次幂
public static double random()：返回[0.0, 1.0)之间的随机数

代码示例

// MathDemo.java 
package com.wb.demo1;
 
public class MathDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // abs：返回绝对值 
        int abs = Math.abs(-10);
        System.out.println(abs); // 10 
 
        // ceil：向上取整 
        double ceil = Math.ceil(10.1);
        System.out.println(ceil); // 11.0 
 
        // floor：向下取整 
        double floor = Math.floor(10.9);
        System.out.println(floor); // 10.0 
 
        // round：四舍五入 
        long round1 = Math.round(10.1);
        System.out.println(round1); // 10 
        long round2 = Math.round(1.9);
        System.out.println(round2); // 2 
 
        // max：取两个数中的较大值 
        int max = Math.max(10, 20);
        System.out.println(max); // 20 
 
        // min：取两个数中的较小值 
        int min = Math.min(10, 20);
        System.out.println(min); // 10 
 
        // pow：a的b次幂 
        double pow = Math.pow(2, 3);
        System.out.println(pow); // 8.0 
 
        // random：生成[0.0, 1.0)之间的随机数 
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            double random = Math.random();
            System.out.println(random);
        }
    }
}

记忆技巧：ceil单词中的l像向上翘，是向上取整；floor单词中的l像向下垂，是向下取整。

System类

System类是系统相关的工具类，同样不能被实例化（构造方法私有），所有方法都是静态的，直接用类名调用。

项目结构：

com.wb.demo1 
    └── SystemDemo.java

常用方法

public static void exit(int status)：终止当前运行的Java虚拟机。参数0表示正常终止，非零表示异常终止。
public static long currentTimeMillis()：返回当前时间（毫秒值）。通常用于计算代码段执行时间。
public static void arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length)：数组拷贝。
- src：源数组
- srcPos：源数组起始索引
- dest：目标数组
- destPos：目标数组起始索引
- length：拷贝的元素个数

代码示例

// SystemDemo.java 
package com.wb.demo1;
 
public class SystemDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // exit：终止虚拟机 
        System.out.println(111);
        System.exit(0); // 此方法执行后，JVM就停止了 
        System.out.println(222); // 不会执行 
 
        // currentTimeMillis：获取当前时间毫秒值，常用于统计代码运行时间 
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            System.out.println(i);
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("循环耗时：" + (end - start) + "毫秒");
 
        // arraycopy：数组拷贝 
        int[] arr1 = {1, 2, 3, 4, 5};
        int[] arr2 = new int[10];
 
        // 将arr1的所有元素拷贝到arr2的0索引处 
        System.arraycopy(arr1, 0, arr2, 0, arr1.length);
        // 将arr1的最后两个元素（索引3,4），拷贝到arr2的最后两个索引（索引8,9）
        System.arraycopy(arr1, 3, arr2, 8, 2);
 
        for (int i = 0; i < arr2.length; i++) {
            System.out.println(arr2[i]);
        }
    }
}

Object类

Object类是所有类的父类。每一个类都直接或间接地继承自Object。如果自定义类没有明确写出继承关系，JVM会默认让其继承Object。
正因为顶层父类Object只有无参构造，所以子类构造方法默认访问父类的无参构造。

toString()方法

直接打印一个对象，实际会调用该对象的toString()方法。
在Object类中，toString()默认返回：包名.类名@地址值。这个地址值对开发者来说通常没有意义，因此经常重写toString()，返回对象属性信息。

调用链如下：

项目结构：

com.wb.demo1 
    ├── Demo.java 
    └── Student.java

代码示例：

// Student.java 
package com.wb.demo1;
 
public class Student /extends Object/ {
    private String name;
    private int age;
 
    public Student() {}
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    // getter / setter 略 
 
    @Override 
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

// Demo.java 
package com.wb.demo1;
 
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Student s = new Student("张三", 23);
        // 直接打印对象，默认调用toString()；重写后输出属性值 
        System.out.println(s);  // Student{name='张三', age=23}
        System.out.println(s.toString()); // 同上 
    }
}

equals()方法

equals()用于比较两个对象是否“相等”。

Object类中的equals()底层使用==比较地址值。
要比较对象的属性值是否相等，需要在子类中重写equals()。

项目结构：

com.wb.demo2 
    ├── Demo.java 
    └── Student.java

代码示例：

// Student.java（重写了equals）
package com.wb.demo2;
 
public class Student {
    private String name;
    private int age;
    // 构造方法、getter/setter 略 
 
    @Override 
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Student student = (Student) o;
        if (age != student.age) return false;
        return name != null ? name.equals(student.name) : student.name == null;
    }
 
    @Override 
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}
 
// Demo.java 
package com.wb.demo2;
 
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student("zhangsan", 23);
        Student s2 = new Student("zhangsan", 23);
 
        System.out.println(s1 == s2);         // false (比较地址)
        System.out.println(s1.equals(s2));    // true  (重写后比较属性)
    }
}

面试题：String与StringBuilder的equals比较

String s1 = "abc";
StringBuilder sb = new StringBuilder("abc");
 
// s1.equals(sb) → false 
// 因为调用的是String类的equals()，它要求参数也是String类型，
// 否则直接返回false，不比较属性值。
 
// sb.equals(s1) → false 
// StringBuilder类没有重写equals()，因此调用的是Object类的equals()，
// 底层使用==比较地址值，两个对象地址肯定不同，所以返回false。

项目结构：

com.wb.demo3 
    └── InterviewTest.java

代码示例：

package com.wb.demo3;
 
public class InterviewTest {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "abc";
        StringBuilder sb = new StringBuilder("abc");
 
        System.out.println(s1.equals(sb));  // false 
        System.out.println(sb.equals(s1));  // false 
    }
}

Objects类

Objects是JDK 1.7出现的对象帮助类，所有方法都是静态的，用来方便地操作对象，特别是避免空指针异常。

项目结构：

com.wb.demo4 
    ├── MyObjectsDemo.java 
    └── Student.java

常用方法

public static String toString(Object o)：返回对象的字符串表示形式（调用对象自身的toString()）。
public static String toString(Object o, String nullDefault)：返回对象的字符串表示形式；如果对象为null，则返回第二个参数作为默认值。
public static boolean isNull(Object obj)：判断对象是否为空，为空返回true。
public static boolean nonNull(Object obj)：判断对象是否不为空，不为空返回true。

代码示例

// MyObjectsDemo.java 
package com.wb.demo4;
 
import java.util.Objects;
 
public class MyObjectsDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // toString(对象)：底层调用对象的toString()
        Student s1 = new Student("小罗同学", 50);
        String result1 = Objects.toString(s1);
        System.out.println(result1);  // Student{name='小罗同学', age=50}
 
        // toString(对象, 默认字符串)：对象为null时返回默认值 
        Student s2 = null;
        String result2 = Objects.toString(s2, "默认值");
        System.out.println(result2);  // 默认值 
 
        // isNull：判断是否为空 
        boolean isNull1 = Objects.isNull(s1);  // false 
        boolean isNull2 = Objects.isNull(null);// true 
        System.out.println(isNull1);
        System.out.println(isNull2);
 
        // nonNull：判断是否不为空 
        boolean nonNull1 = Objects.nonNull(s1);   // true 
        boolean nonNull2 = Objects.nonNull(null); // false 
        System.out.println(nonNull1);
        System.out.println(nonNull2);
    }
}
 
// Student.java 
package com.wb.demo4;
 
public class Student {
    private String name;
    private int age;
    // 构造方法、getter/setter 略 
 
    @Override 
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}