API - String 和 ArrayList

01 API是什么

答：API 全称 Application Programming Interfaace 应用程序编程接口。就是别人写好的一些程序，我们可以使用它们去解决相关问题。

02 为什么要学API

答：不要重复造轮子。Java已经有20多年的历史了，在这20多年里Java已经沉淀了很多优秀的程序，每一个程序可以用来解决一个问题，如果我们掌握得越多，那么我们的编程能力也就会越强，并且很多事情我们就可以不自己干了，直接调用别人的程序开发效率也会越高。

03 包

【1】概念：包就是文件夹，是用来分门别类管理程序的。

【2】如何在idea中建包：右键单机src --》点击new --》点击package

如果在src下直接创建类，则在java文件的第一行不会出现package语句；如果在自定义包下创建类，则idea会在java文件的第一行自动写上 package 完整路径；这条语句，例如：package bag;

【3】在自己程序中使用其包中的类：

04 String

【1】所在包：import java.lang.String;

【2】功能：封装字符串数据，对字符串数据进行处理。

【3】创建字符串对象：

【4】打印：String内部重写了toString方法，所以可以用sout直接打印字符串对象里的内容。

【5】String类中常用方法：

注意：是substring，不是subString

【6】遍历字符串：

【7】注意事项：

① 字符串对象的不可变性，内存原理：

为main方法开辟栈帧空间 --》加载String类 --》在main方法的栈帧中为name变量开辟空间 --》以""写出的字符串对象会存储在堆区的字符串常量池中 --》把"黑马"的地址给name变量记住 --》把以""写出的字符串对象"程序员"放到堆区的字符串常量池中 --》以+号拼接的字符串对象会存储在堆区中 --》把堆区"黑马程序员"的地址给name变量记住 --》把以""写出的字符串对象"播妞"放到堆区的字符串常量池中 --》以+号拼接的字符串对象会存储在堆区中 --》把堆区"黑马程序员播妞"的地址给name变量记住。

结论：每次试图改变字符串对象实际上是新产生了新的字符串对象，变量每次都是指向了新的字符串对象，之前字符串对象的内容确实是没有改变的，因此说String的对象是不可变的。

② 只要是以""写出来的字符串对象都是存储在堆区的字符串常量池中的，且相同的内容只会存一份。Java为什么要把以""写出来的字符串放在常量池中，且只存一份呢？答：为了节约内存。比如只要是""写出的播妞即使有几千个，在内存中只会有一份，且字符串对象具有不可变性，也保证了它的内容不可变。

③ 通过new方式创建的字符串对象，每new一次都会产生一个新的对象放在堆区内存中。

【8】相关习题：

下图代码中，为什么"a"+"b"+"c"在编译阶段被优化成了“abc”，而s2 + "c"没有在编译阶段被优化，是因为，s2是一个变量只有在运行的时候才知道里面是什么，而"a"，"b"，“c”是常量，编译器可以在编译器期间自动优化，以便减少后序在运行过程中的计算，这也导致了s1和s都指向着常量池中的“abc”。要验证"a"+"b"+"c"在编译阶段是否真的被优化成了“abc”，可以通过反汇编来查看。

04 案例：用户登录

代码位置：用户登录.txt

05 案例：使用String生成验证码

代码位置：使用String生成验证码.txt

06 ArrayList

【1】介绍：集合是一种容器，用于存储数据的。

【2】说明：如果在创建对象时直接写ArrayList则表示这个容器内可以存储任意类型的数据；如果在创建对象时写ArrayList<E>则可以指定这个容器可以存储什么数据。

【3】构造器的介绍：

① ArrayList() ：如果在实例化ArrayList<E>对象时调用的是不带参数的构造器则，编译器会默认让顺序表指向一个大小为0的Object[]常量数组。

② ArrayList(int)：如果在实例化ArrayList<E>对象时调用的是参数为int的构造器则，如果initialCapacity的值大于0，则实例化一个大小为initialCapacity大小的Object[]类型的数组，如果initialCapacity的值等于0，则编译器会让顺序表指向一个大小为0的常量Object[]数组，如果initialCapacity的值小于0，则会抛出异常。

③ ArrayList(Collection<? extends E> c)：

- 在实例化ArrayList对象时可以给构造器传引用数据类型的对象，但是对象的类型必须实现了Collection接口，且接口的<>里得是E或E的子类，其中E表示ArrayList中<>的泛型。

- 下图中我们将arrayList对象作为参数传递给了ArrayList<E>的构造方法，为什么不报错，而将arrayList3对象作为参数传递给了ArrayList<E>的构造方法，为什么报错?

答：不能将ArrayList<Integer>理解成Integer的子类，arrayList传入之所以符合是因为，它的类型ArrayList<Integer>，ArrayList实现了Collection接口，而<>中的Integer也是E的子类所以可以，如果把arrayList的类型修改成ArrayList<String>，String不是E的子类，在编译器中可以看到是不可以的。

【4】ArrayList中常用的方法：

① boolean add(E e)：

- 了解完ArrayLisr<E>的构造器后，我们会发现在ArrayList<E>类中如果不明确指定顺序表的大小，则编译器在构造器初始化顺序表时会让顺序表指向一个大小为0的Object[]类型的数组，如果我们直接在实例化ArrayList<E>对象后，使用对象的引用调用add方法，会发现编译器并没有报错，可是顺序表的大小不是0吗，我们也没看到扩容操作啊，为什么不报错呢？

- 答：如下图所示，我们观察到add方法内部的代码，发现在给顺序表有效数据后插入新的数据前，会先判断顺序表的大小和有效数组个数size的大小是否相等，如果相等，表示需要先对顺序表进行扩容操作，具体的扩容细节见下图所示，如果是因为顺序表本身就没开辟空间，则会将顺序表的大小设置成10(此时顺序表指向的是一个新的数组)，如果是因为顺序表已满，则将顺序表按照原本大小的1.5被扩容。总之，之所以没报错的原因是，add方法里存在扩容代码。