Math类

Java中的Math类是一个包含各种数学方法的内置类，它提供了一系列静态方法，用于执行各种数学计算。具体来说，Math类中的方法可以分为以下几类：

1. 基本数学运算：包括加法、减法、乘法和除法等。
2. 三角函数：如正弦（sin）、余弦（cos）和正切（tan）等。
3. 指数和对数函数：包括指数（exp）和自然对数（log）等。
4. 取整运算：如向上取整（ceil）、向下取整（floor）和四舍五入（round）等。
5. 最大值和最小值：用于比较两个数值的大小，返回较大或较小的一个。
6. 常量：如π（PI）和自然对数的底数（E）等。

此外，由于Math类中的方法都是静态的，因此无需创建对象就可以直接使用这些方法。例如，要计算一个数的平方根，可以直接调用Math.sqrt(number)方法。

以下是一些常见的Math类方法及其代码详解：

abs(x)：返回参数x的绝对值。

int result = Math.abs(-5); // 结果为5

sqrt(x)：返回参数x的平方根。

double result = Math.sqrt(9); // 结果为3.0

cbrt(x)：返回参数x的立方根。

double result = Math.cbrt(8); // 结果为2.0

pow(a, b)：返回a的b次幂。

double result = Math.pow(2, 3); // 结果为8.0

exp(x)：返回e的x次幂，其中e是自然对数的底数。

double result = Math.exp(1); // 结果为2.718281828459045

log(x)：返回参数x的自然对数。

double result = Math.log(2.718281828459045); // 结果为1.0

sin(x)：返回参数x的正弦值。

double result = Math.sin(Math.PI / 2); // 结果为1.0

cos(x)：返回参数x的余弦值。

double result = Math.cos(Math.PI); // 结果为-1.0

tan(x)：返回参数x的正切值。

double result = Math.tan(Math.PI / 4); // 结果为1.0

ceil(x)：返回大于或等于参数x的最小整数。

double result = Math.ceil(3.14); // 结果为4.0

floor(x)：返回小于或等于参数x的最大整数。

double result = Math.floor(3.14); // 结果为3.0

round(x)：返回最接近参数x的整数。

double result = Math.floor(3.14); // 结果为3.0

max(a, b)：返回两个参数中的最大值。

int result = Math.max(5, 3); // 结果为5

min(a, b)：返回两个参数中的最小值。

int result = Math.min(5, 3); // 结果为3

random()：返回一个介于0（包含）和1（不包含）之间的随机浮点数。

double result = Math.random(); // 结果为一个随机数，例如0.123456789

System类

Java的System类是java.lang包中的一个非常核心且广泛使用的类。它主要提供以下几方面的功能：

1. 系统属性访问：System类允许开发者访问和操作各种系统属性，如操作系统的名称、版本、文件分隔符等。
2. 输入输出操作：通过System类可以执行标准输入（System.in）、标准输出（System.out）和错误输出（System.err）的相关操作。
3. 外部命令执行：使用System类可以在Java程序中执行外部命令和程序。
4. 时间获取：System类提供了获取系统当前时间的方法，比如System.currentTimeMillis()用于获取当前时间以毫秒为单位的时间戳。
5. 环境变量访问：允许读取和设置系统的环境变量。
6. 安全相关方法：System类还提供了一些与安全相关的方法，如System.getSecurityManager()。
7. 数组复制：System类中的arraycopy方法是用于快速复制数组的一部分的实用工具方法。
8. 动态加载：System类还提供了动态加载文件和库的方法。
9. 退出程序：System.exit方法可以用来终止当前运行的Java虚拟机。
10. 内存信息：可以通过System类获取JVM的内存信息，如总内存、可用内存等。

此外，由于System类的构造函数是private的，因此我们不能创建System类的实例，也就是说，我们不能实例化这个类。System类的所有方法都是静态的，这意味着我们不需要创建对象就可以直接调用这些方法。例如，打印输出通常是用System.out.println()来直接调用的。

Java的System类提供了许多常用的方法，下面介绍一些常用的方法及其代码示例：

获取系统属性：可以使用System.getProperty()方法来获取系统的各种属性。例如，要获取操作系统的名称，可以使用以下代码：

String osName = System.getProperty("os.name");
System.out.println("Operating System: " + osName);

执行外部命令：可以使用System.exec()方法来执行外部命令。例如，要执行一个ping命令，可以使用以下代码：

try {Process process = Runtime.getRuntime().exec("ping www.google.com");BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));String line;while ((line = reader.readLine()) != null) {System.out.println(line);}process.waitFor();
} catch (IOException | InterruptedException e) {e.printStackTrace();
}

这将执行ping命令并输出结果。

获取当前时间戳：可以使用System.currentTimeMillis()方法来获取当前时间的时间戳。例如，要获取当前时间戳，可以使用以下代码：

long currentTimeMillis = System.currentTimeMillis();
System.out.println("Current Time in Milliseconds: " + currentTimeMillis);

这将输出当前时间的时间戳。

读取输入流：可以使用System.in来读取标准输入流。例如，要读取用户输入的一行文本，可以使用以下代码：

Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.print("Enter a line of text: ");
String input = scanner.nextLine();
System.out.println("You entered: " + input);

这将提示用户输入一行文本，并将其打印出来。

设置环境变量：可以使用System.setProperty()方法来设置环境变量。例如，要设置一个名为"myVar"的环境变量，可以使用以下代码：

System.setProperty("myVar", "Hello, World!");
String myVar = System.getProperty("myVar");
System.out.println("myVar: " + myVar);

这将设置一个名为"myVar"的环境变量，并将其值设置为"Hello, World!"。然后，使用System.getProperty()方法获取该环境变量的值，并将其打印出来。

复制数组：arraycopy方法用于高效地复制数组的一部分到另一个数组。

public class ArrayCopyExample {public static void main(String[] args) {// 创建源数组int[] sourceArray = {1, 2, 3, 4, 5};// 创建目标数组，长度与源数组相同int[] targetArray = new int[sourceArray.length];// 使用System.arraycopy方法复制数组System.arraycopy(sourceArray, 0, targetArray, 0, sourceArray.length);// 打印目标数组for (int i = 0; i < targetArray.length; i++) {System.out.print(targetArray[i] + " ");}//结果1 2 3 4 5}
}

在上述代码中，我们首先创建了一个名为sourceArray的源数组，然后创建了一个与源数组长度相同的目标数组targetArray。接下来，我们使用System.arraycopy方法将源数组的内容复制到目标数组中。

System.arraycopy方法的参数如下：

• sourceArray：源数组，即要复制的数组。
• 0：源数组中的起始位置，表示从哪个索引开始复制。
• targetArray：目标数组，即要将数据复制到的数组。
• 0：目标数组中的起始位置，表示从哪个索引开始粘贴数据。
• sourceArray.length：要复制的元素数量。

最后，我们通过遍历目标数组并打印每个元素来验证复制是否成功。

 终止Java虚拟机：exit方法用于终止当前运行的Java虚拟机。该方法接受一个整数参数，表示退出状态码。

以下是使用System.exit方法的代码示例：

public class ExitExample {public static void main(String[] args) {System.out.println("程序开始执行");// 调用System.exit方法终止程序System.exit(0);System.out.println("程序结束执行"); // 这行代码不会被执行}
}

在上述示例中，当调用System.exit(0)后，程序立即终止，后续的输出语句不会被执行。

 Runtime类

Java Runtime类是一个关键的系统类，它提供了对当前Java虚拟机实例的访问和控制能力。以下是一些Runtime类的详细介绍：

1. 执行外部命令：通过Runtime类可以执行系统命令或外部程序，这通常通过exec方法实现。
2. 内存管理：该类提供了总内存、空闲内存以及垃圾回收器的各种信息和方法，使得程序能够更好地管理系统资源。
3. 动态加载类：可以使用Runtime来动态加载类文件到Java虚拟机中，从而在运行时扩展程序的功能。
4. 获取Runtime实例：通常情况下，我们无法直接实例化Runtime对象，但可以通过其静态方法getRuntime()获取当前的Runtime实例。
5. 系统属性访问：Runtime类还允许你访问和操作各种系统属性，例如内存设置、系统时间等。
6. 版本信息访问：可以通过这个类获取Java运行时环境的版本信息。

以下是一些常用的Runtime类方法及其代码示例：

获取运行时环境：可以使用getRuntime()方法获取当前的Runtime实例。

Runtime runtime = Runtime.getRuntime();

执行外部命令：可以使用exec()方法执行系统命令或外部程序。

try {Process process = runtime.exec("notepad.exe"); // 打开记事本
} catch (IOException e) {e.printStackTrace();
}

获取内存信息：可以使用maxMemory()、totalMemory()和freeMemory()方法获取内存信息。

long maxMemory = runtime.maxMemory(); // 最大可用内存
long totalMemory = runtime.totalMemory(); // 已分配内存
long freeMemory = runtime.freeMemory(); // 空闲内存

垃圾回收：可以使用gc()方法强制进行垃圾回收。

runtime.gc(); // 强制进行垃圾回收

获取系统属性：可以使用getProperty()方法获取系统属性。

String osName = System.getProperty("os.name"); // 操作系统名称
String javaVersion = System.getProperty("java.version"); // Java版本号

获取运行时环境版本信息：可以使用version()方法获取Java运行时环境的版本信息。

String version = System.getProperty("java.version"); // Java版本号

需要注意的是，虽然Runtime类提供了许多强大的功能，但使用这些功能时应当小心谨慎，因为它们可能会对系统稳定性和安全性造成影响。