9.6 java.util包
java.util包是Java語言提供的工具類包，該包中包含了如日期、隨機數和數據結構實現類等一系列的工具類實現，是學習Java語言的基礎包之一。
本部分就以Java語言中常用的時間和日期處理、隨機數處理以及集合框架為基礎進行介紹。
9.6.1 時間和日期處理
使用程序進行時間和日期處理，是程序員必須的一種常用技能，在不同的程序設計語言中提供了不同的格式進行實現，現在就介紹一下Java語言中的實現方式，以及基本的應用，使得對於Java語言的時間和日期處理技術有比較全面的認識。
在程序中，某個固定的時間代表的都是一個時間點，也就是一個時間的瞬間，例如2009年3月8日15點50分0秒，在實際的應用中，經常需要對於兩個時間進行比較或計算時間之間的差值，這些功能在Java語言中都可以很方便的實現。
在Java語言中，時間的表達單位是毫秒。也就是說，Java語言中的時間處理可以精確到毫秒。
在Java語言中，表達時間的方式有兩種：
a、絕對時間。以直觀的形式來表達某個時間點，例如2009年10月10號0點0分0秒。使用這種形式表達時間，使用起來比較直觀，但是不方便進行時間之間的計算。例如無法很直觀的計算2020年1月1號0點0分0秒和上面這個時間之間相差多少天。絕對時間以對象的形式進行表達，Java API中提供了java.util包中的Date類和Calendar類的對象進行表達。
b、相對時間。以一個long型的數字表達某個時間點。例如102847423468。使用這種方式的優缺點和絕對時間剛好相反。這種方式很方便時間之間的計算，但是閱讀起來很不直觀。在Java API中以需要表達的時間點，例如2009年10月10號0點0分0秒，和GMT(格林威治時間，也就是倫敦時間)1970年1月1號0點0分0秒之間相差的毫秒數作為相對時間的數值，如果該時間在這個時間只好，則相對時間為正數，否則相對時間為負數。Java API中提供了java.lang包中的System類的currentTimeMillis方法，獲得以相對時間形式描述的當前系統時間。
在實際使用時，絕對時間和相對時間之間可以很方便的進行轉換。
9.6.1.1 Date類
在JDK1.0中，Date類是唯一的一個代表時間的類，但是由於Date類不便於實現國際化，所以從JDK1.1版本開始，推薦使用Calendar類進行時間和日期處理。這裡簡單介紹一下Date類的使用。
1、使用Date類代表當前系統時間
Date d = new Date();
System.out.println(d);
使用Date類的默認構造方法創建出的對象就代表當前時間，由於Date類覆蓋了toString方法，所以可以直接輸出Date類型的對象，顯示的結果如下：
Sun Mar 08 16:35:58 CST 2009
在該格式中，Sun代表Sunday(周日)，Mar代表March(三月)，08代表8號，CST代表China Standard Time(中國標准時間，也就是北京時間(東八區))。
2、使用Date類代表指定的時間
Date d1 = new Date(2009-1900,3-1,9);
System.out.println(d1);
使用帶參數的構造方法，可以構造指定日期的Date類對象，Date類中年份的參數應該是實際需要代表的年份減去1900，實際需要代表的月份減去1以後的值。例如上面的示例代碼代表就是2009年3月9號。
實際代表具體的年月日時分秒的日期對象，和這個類似。
3、獲得Date對象中的信息
Date d2 = new Date();
//年份
int year = d2.getYear() + 1900;
//月份
int month = d2.getMonth() + 1;
//日期
int date = d2.getDate();
//小時
int hour = d2.getHours();
//分鐘
int minute = d2.getMinutes();
//秒
int second = d2.getSeconds();
//星期幾
int day = d2.getDay();
System.out.println("年份：" + year);
System.out.println("月份：" + month);
System.out.println("日期：" + date);
System.out.println("小時：" + hour);
System.out.println("分鐘：" + minute);
System.out.println("秒：" + second);
System.out.println("星期：" + day);
使用Date類中對應的get方法，可以獲得Date類對象中相關的信息，需要注意的是使用getYear獲得是Date對象中年份減去1900以後的值，所以需要顯示對應的年份則需要在返回值的基礎上加上1900，月份類似。在Date類中還提供了getDay方法，用於獲得Date對象代表的時間是星期幾，Date類規定周日是0，周一是1，周二是2，後續的依次類推。
4、Date對象和相對時間之間的互轉
Date d3 = new Date(2009-1900,3-1,10);
long time = 1290876532190L;
//將Date類的對象轉換為相對時間
long t = d3.getTime();
System.out.println(t);
//將相對時間轉換為Date類的對象
Date d4 = new Date(time);
System.out.println(d4);
使用Date對象中的getTime方法，可以將Date類的對象轉換為相對時間，使用Date類的構造方法，可以將相對時間轉換為Date類的對象。經過轉換以後，既方便了時間的計算，也使時間顯示比較直觀了。
9.6.1.2 Calendar類
從JDK1.1版本開始，在處理日期和時間時，系統推薦使用Calendar類進行實現。在設計上，Calendar類的功能要比Date類強大很多，而且在實現方式上也比Date類要復雜一些，下面就介紹一下Calendar類的使用。
Calendar類是一個抽象類，在實際使用時實現特定的子類的對象，創建對象的過程對程序員來說是透明的，只需要使用getInstance方法創建即可。
1、使用Calendar類代表當前時間
Calendar c = Calendar.getInstance();
由於Calendar類是抽象類，且Calendar類的構造方法是protected的，所以無法使用Calendar類的構造方法來創建對象，API中提供了getInstance方法用來創建對象。
使用該方法獲得的Calendar對象就代表當前的系統時間，由於Calendar類toString實現的沒有Date類那麼直觀，所以直接輸出Calendar類的對象意義不大。
2、使用Calendar類代表指定的時間
Calendar c1 = Calendar.getInstance();
c1.set(2009, 3 - 1, 9);
使用Calendar類代表特定的時間，需要首先創建一個Calendar的對象，然後再設定該對象中的年月日參數來完成。
set方法的聲明為：
public final void set(int year,int month,int date)
以上示例代碼設置的時間為2009年3月9日，其參數的結構和Date類不一樣。Calendar類中年份的數值直接書寫，月份的值為實際的月份值減1，日期的值就是實際的日期值。
如果只設定某個字段，例如日期的值，則可以使用如下set方法：
public void set(int field,int value)
在該方法中，參數field代表要設置的字段的類型，常見類型如下：
Calendar.YEAR——年份
Calendar.MONTH——月份
Calendar.DATE——日期
Calendar.DAY_OF_MONTH——日期，和上面的字段完全相同
Calendar.HOUR——12小時制的小時數
Calendar.HOUR_OF_DAY——24小時制的小時數
Calendar.MINUTE——分鐘
Calendar.SECOND——秒
Calendar.DAY_OF_WEEK——星期幾
後續的參數value代表，設置成的值。例如：
c1.set(Calendar.DATE,10);
該代碼的作用是將c1對象代表的時間中日期設置為10號，其它所有的數值會被重新計算，例如星期幾以及對應的相對時間數值等。
3、獲得Calendar類中的信息
Calendar c2 = Calendar.getInstance();
//年份
int year = c2.get(Calendar.YEAR);
//月份
int month = c2.get(Calendar.MONTH) + 1;
//日期
int date = c2.get(Calendar.DATE);
//小時
int hour = c2.get(Calendar.HOUR_OF_DAY);
//分鐘
int minute = c2.get(Calendar.MINUTE);
//秒
int second = c2.get(Calendar.SECOND);
//星期幾
int day = c2.get(Calendar.DAY_OF_WEEK);
System.out.println("年份：" + year);
System.out.println("月份：" + month);
System.out.println("日期：" + date);
System.out.println("小時：" + hour);
System.out.println("分鐘：" + minute);
System.out.println("秒：" + second);
System.out.println("星期：" + day);
使用Calendar類中的get方法可以獲得Calendar對象中對應的信息，get方法的聲明如下：
public int get(int field)
其中參數field代表需要獲得的字段的值，字段說明和上面的set方法保持一致。需要說明的是，獲得的月份為實際的月份值減1，獲得的星期的值和Date類不一樣。在Calendar類中，周日是1，周一是2，周二是3，依次類推。
4、其它方法說明
其實Calendar類中還提供了很多其它有用的方法，下面簡單的介紹幾個常見方法的使用。
a、add方法
public abstract void add(int field,int amount)
該方法的作用是在Calendar對象中的某個字段上增加或減少一定的數值，增加是amount的值為正，減少時amount的值為負。
例如在計算一下當前時間100天以後的日期，代碼如下：
Calendar c3 = Calendar.getInstance();
c3.add(Calendar.DATE, 100);
int year1 = c3.get(Calendar.YEAR);
//月份
int month1 = c3.get(Calendar.MONTH) + 1;
//日期
int date1 = c3.get(Calendar.DATE);
System.out.println(year1 + "年" + month1 + "月" + date1 + "日");
這裡add方法是指在c3對象的Calendar.DATE，也就是日期字段上增加100，類內部會重新計算該日期對象中其它各字段的值，從而獲得100天以後的日期，例如程序的輸出結果可能為：
2009年6月17日
b、after方法
public boolean after(Object when)
該方法的作用是判斷當前日期對象是否在when對象的後面，如果在when對象的後面則返回true，否則返回false。例如：
Calendar c4 = Calendar.getInstance();
c4.set(2009, 10 - 1, 10);
Calendar c5 = Calendar.getInstance();
c5.set(2010, 10 - 1, 10);
boolean b = c5.after(c4);
System.out.println(b);
在該示例代碼中對象c4代表的時間是2009年10月10號，對象c5代表的時間是2010年10月10號，則對象c5代表的日期在c4代表的日期之後，所以after方法的返回值是true。
另外一個類似的方法是before，該方法是判斷當前日期對象是否位於另外一個日期對象之前。
c、getTime方法
public final Date getTime()
該方法的作用是將Calendar類型的對象轉換為對應的Date類對象，兩者代表相同的時間點。
類似的方法是setTime，該方法的作用是將Date對象轉換為對應的Calendar對象，該方法的聲明如下：
public final void setTime(Date date)
轉換的示例代碼如下：
Date d = new Date();
Calendar c6 = Calendar.getInstance();
//Calendar類型的對象轉換為Date對象
Date d1 = c6.getTime();
//Date類型的對象轉換為Calendar對象
Calendar c7 = Calendar.getInstance();
c7.setTime(d);
5、Calendar對象和相對時間之間的互轉
Calendar c8 = Calendar.getInstance();
long t = 1252785271098L;
//將Calendar對象轉換為相對時間
long t1 = c8.getTimeInMillis();
//將相對時間轉換為Calendar對象
Calendar c9 = Calendar.getInstance();
c9.setTimeInMillis(t1);
在轉換時，使用Calendar類中的getTimeInMillis方法可以將Calendar對象轉換為相對時間。在將相對時間轉換為Calendar對象時，首先創建一個Calendar對象，然後再使用Calendar類的setTimeInMillis方法設置時間即可。
9.6.1.3 應用示例
下面以兩個簡單的示例介紹時間和日期處理的基本使用。
1、計算兩個日期之間相差的天數
例如計算2010年4月1號和2009年3月11號之間相差的天數，則可以使用時間和日期處理進行計算。
該程序實現的原理為：首先代表兩個特定的時間點，這裡使用Calendar的對象進行代表，然後將兩個時間點轉換為對應的相對時間，求兩個時間點相對時間的差值，然後除以1天的毫秒數(24小時X60分鐘X60秒X1000毫秒)即可獲得對應的天數。實現該示例的完整代碼如下：
import java.util.*;
/**
* 計算兩個日期之間相差的天數
*/
public class DateExample1 {
public static void main(String[] args) {
//設置兩個日期
//日期：2009年3月11號
Calendar c1 = Calendar.getInstance();
c1.set(2009, 3 - 1, 11);
//日期：2010年4月1號
Calendar c2 = Calendar.getInstance();
c2.set(2010, 4 - 1, 1);
//轉換為相對時間
long t1 = c1.getTimeInMillis();
long t2 = c2.getTimeInMillis();
//計算天數
long days = (t2 - t1)/(24 * 60 * 60 * 1000);
System.out.println(days);
}
}
2、輸出當前月的月歷
該示例的功能是輸出當前系統時間所在月的日歷，例如當前系統時間是2009年3月10日，則輸出2009年3月的日歷。
該程序實現的原理為：首先獲得該月1號是星期幾，然後獲得該月的天數，最後使用流程控制實現按照日歷的格式進行輸出即可。即如果1號是星期一，則打印一個單位的空格，如果1號是星期二，則打印兩個單位的空格，依次類推。打印完星期六的日期以後，進行換行。實現該示例的完整代碼如下：
import java.util.*;
/**
* 輸出當前月的日歷
*/
public class DateExample2{
public static void main(String[] args){
//獲得當前時間
Calendar c = Calendar.getInstance();
//設置代表的日期為1號
c.set(Calendar.DATE,1);
//獲得1號是星期幾
int start = c.get(Calendar.DAY_OF_WEEK);
//獲得當前月的最大日期數
int maxDay = c.getActualMaximum(Calendar.DATE);
//輸出標題
System.out.println("星期日 星期一 星期二 星期三 星期四 星期五 星期六");
//輸出開始的空格
for(int i = 1;i < start;i++){
System.out.print(" ");
}
//輸出該月中的所有日期
for(int i = 1;i <= maxDay;i++){
//輸出日期數字
System.out.print(" " + i);
//輸出分隔空格
System.out.print(" ");
if(i < 10){
System.out.print(' ');
}
//判斷是否換行
if((start + i - 1) % 7 == 0){
System.out.println();
}
}
//換行
System.out.println();
}
}
關於時間和日期的處理就介紹這麼多，更多的實現方法還需要根據具體問題進行對應的實現。
