第 25 章：StringBuilder、包装类、Math、时间 API

学习目标

• 掌握 StringBuilder 的高效使用
• 学会包装类的工具方法
• 了解 Math 和 Random
• 掌握 Java 8 新时间 API

一、StringBuilder vs StringBuffer

维度	StringBuilder	StringBuffer
线程安全	❌ 不安全	✅ 安全（synchronized）
性能	快（单线程）	慢（同步开销）
适用	单线程	多线程

// 单线程用 StringBuilder（99% 场景）
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("Hello")
  .append(" ")
  .append("World");
System.out.println(sb);   // Hello World

二、包装类工具方法

// Integer
Integer.parseInt("123");            // String → int
Integer.valueOf(123);               // int → Integer
Integer.toBinaryString(10);         // int → 二进制字符串
Integer.MAX_VALUE;                  // 常量

// Long, Double, Boolean 类似
Long.parseLong("100");
Double.parseDouble("3.14");
Boolean.parseBoolean("true");

三、Math 类

Math.abs(-5);           // 5（绝对值）
Math.max(3, 5);         // 5
Math.min(3, 5);         // 3
Math.pow(2, 10);        // 1024（2^10）
Math.sqrt(16);          // 4
Math.round(3.7);        // 4（四舍五入）
Math.ceil(3.2);         // 4（向上取整）
Math.floor(3.8);        // 3（向下取整）
Math.random();          // [0, 1) 随机数

Random

Random r = new Random();
r.nextInt();            // 任意 int
r.nextInt(100);         // [0, 100)
r.nextDouble();         // [0.0, 1.0)
r.nextLong();

⚠️ Math.random() 不是加密安全的，安全场景用 SecureRandom。

四、Java 8 新时间 API

旧的 Date / Calendar 有线程安全和 API 难用的问题，Java 8 引入了 java.time：

import java.time.*;
import java.time.format.DateTimeFormatter;

// 当前时间
LocalDate today = LocalDate.now();             // 2024-08-12
LocalTime now = LocalTime.now();               // 10:30:45
LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.now();  // 2024-08-12T10:30:45

// 指定时间
LocalDate birthday = LocalDate.of(2000, 1, 1);

// 计算
LocalDate nextWeek = today.plusDays(7);
LocalDate lastMonth = today.minusMonths(1);

// 格式化
DateTimeFormatter fmt = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
String str = dateTime.format(fmt);  // 2024-08-12 10:30:45

// 解析
LocalDateTime parsed = LocalDateTime.parse("2024-08-12 10:30:45", fmt);

时间 API 速查

类	用途
LocalDate	日期（年-月-日）
LocalTime	时间（时:分:秒）
LocalDateTime	日期 + 时间
Instant	时间戳
Duration	时间段
Period	年月日期间
ZoneId	时区

五、本章小结

要点	关键
StringBuilder	单线程首选，链式调用
StringBuffer	多线程才用
包装类	parseXxx / valueOf / 常量
Math	静态工具方法
时间 API	java.time 包，线程安全

动手练习

练习 1：基础题

用 StringBuilder 实现字符串反转（不用 String.reverse()）：

String input = "hello";
String reversed = reverse(input);   // "olleh"

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