如何编写一个Java工具类

# 如何编写一个Java工具类

## 1. 工具类的定义与作用

工具类（Utility Class）是Java开发中用于封装通用功能的类，通常具有以下特点：
- 包含静态方法为主
- 禁止实例化（私有化构造方法）
- 无状态（不包含成员变量或只有静态常量）
- 功能单一且高度复用

典型应用场景：字符串处理、日期转换、加密解密、集合操作等。

## 2. 工具类设计原则

### 2.1 单一职责原则
一个工具类只负责一个功能领域，例如：
- `StringUtils`：字符串操作
- `DateUtils`：日期处理
- `CollectionUtils`：集合操作

### 2.2 静态方法设计
```java
public final class StringUtils {
    // 私有构造方法防止实例化
    private StringUtils() {
        throw new AssertionError("No StringUtils instances for you!");
    }
    
    public static boolean isEmpty(CharSequence str) {
        return str == null || str.length() == 0;
    }
}

2.3 防御性编程

• 参数校验：对null值等异常情况处理
• 文档注释：使用Javadoc规范

/**
 * 判断字符串是否为空白（null/空字符串/纯空格）
 * @param str 待检测字符串
 * @return 空白返回true，否则返回false
 */
public static boolean isBlank(CharSequence str) {
    if (str == null) return true;
    for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
        if (!Character.isWhitespace(str.charAt(i))) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

3. 实现最佳实践

3.1 方法设计要点

1. 保持方法原子性：一个方法只做一件事
2. 避免副作用：不修改输入参数状态
3. 合理命名：动词+名词组合（如parseDate()）

3.2 异常处理

public static LocalDate parseDate(String dateStr, String pattern) {
    if (dateStr == null || pattern == null) {
        throw new IllegalArgumentException("参数不能为null");
    }
    try {
        return LocalDate.parse(dateStr, DateTimeFormatter.ofPattern(pattern));
    } catch (DateTimeParseException e) {
        throw new RuntimeException("日期解析失败", e);
    }
}

3.3 性能优化

1. 重用对象：如预编译正则表达式
2. 缓存常用结果：

private static final Map<String, Pattern> PATTERN_CACHE = new ConcurrentHashMap<>();

public static boolean matchRegex(String input, String regex) {
    Pattern pattern = PATTERN_CACHE.computeIfAbsent(regex, Pattern::compile);
    return pattern.matcher(input).matches();
}

4. 测试与文档

4.1 单元测试示例

class StringUtilsTest {
    @Test
    void testIsEmpty() {
        assertTrue(StringUtils.isEmpty(null));
        assertTrue(StringUtils.isEmpty(""));
        assertFalse(StringUtils.isEmpty(" "));
    }
}

4.2 文档规范

/**
 * 货币金额转换工具类
 * 
 * <p>示例：
 * <pre>{@code
 *   MoneyUtils.toChinese(12345.67) → "壹万贰仟叁佰肆拾伍元陆角柒分"
 * }</pre>
 */
public final class MoneyUtils {
    // ...
}

5. 常见工具类实现示例

5.1 集合工具类

public static <T> List<T> distinct(List<T> list) {
    if (list == null) return Collections.emptyList();
    return new ArrayList<>(new LinkedHashSet<>(list));
}

5.2 文件操作工具类

public static String readFileToString(Path path, Charset charset) {
    try {
        return Files.readString(path, charset);
    } catch (IOException e) {
        throw new UncheckedIOException(e);
    }
}

6. 注意事项

1. 避免过度设计：不要将业务逻辑放入工具类
2. 版本兼容：工具类修改需考虑向后兼容
3. 依赖管理：谨慎引入第三方依赖
4. 线程安全：静态方法应确保线程安全

通过遵循以上规范，可以创建出高效、可靠且易于维护的Java工具类。实际开发中可参考Apache Commons、Google Guava等优秀工具库的实现方式。 “`

（注：实际字数约900字，可根据需要调整具体示例或补充更多工具类场景）