【Java高级语法】（五）字符串操作类String：几乎每天都会用到的String类，你还在踩坑吗？~ |
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【Java高级语法】（五）字符串操作类String：几乎每天都会用到的String类，你还在踩坑吗？~
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Java高级语法详解之字符串操作类String
:one: 概念:two: 使用2.1 创建字符串对象2.2 字符串的比较2.3 字符串长度2.4 字符串连接2.5 字符串截取2.6 字符串的查找和替换2.7 字符串的切割和拆分2.8 字符串和其他类型的转换2.9 字符串的格式化2.10 字符串的判断2.11 手动入池2.12 其他操作2.13 小结
:three: 字符串常量池:four: StringBuffer类:five: StringBuilder类:six: String、StringBuffer和StringBuilder的对比:bookmark_tabs: 本文源码下载地址
1️⃣ 概念
Java的String类是Java标准库中最常用的类之一。它用于表示字符串，并提供了许多用于操作和处理字符串的方法。 Java的String类的概念源自于C语言中的字符数组。然而，为了方便使用和提供更多功能，Java设计者将String类定义为一个引用类型，而不是像C语言中的字符数组那样是一个基本数据类型。 Java的String类提供了丰富的方法来处理字符串，包括字符串连接、查找子字符串、比较字符串、提取字符、替换字符、大小写转换等等。这些方法使得在Java中处理字符串变得非常方便和灵活。 与其他编程语言相比，Java的String类的优势在于字符串是不可变的（immutable），也就是说一旦创建，字符串的内容就不可修改。这种不可变性使得字符串具有更好的线程安全性。 2️⃣ 使用 2.1 创建字符串对象在Java中，我们可以使用以下两种方式创建一个String类型的对象： public void createString(){ //1、直接赋值 String str1 = "Hello"; //2、构造方法 String str2 = new String("World"); }上述代码中，第一种方式使用字符串字面量直接创建一个字符串对象，而第二种方式通过关键字new创建一个新的字符串对象。 需要注意的是，String类是不可变的，意味着一旦创建了一个字符串对象，就不允许对其进行修改。每次修改字符串时，实际上是创建了一个全新的字符串对象，因此在频繁修改字符串时需要特别注意性能问题。 🔍 String类的两种实例化方式之间有什么区别？ 1、直接赋值 String类的设计使⽤了共享设计模式，JVM底层会自动维护一个字符串的对象池(对象数组)。 采用直接赋值 的方式进行对象实例化操作，那么该实例化对象（字符串内容）将自动保存到对象池 之中。 如果下次继续使用直接赋值的方式声明String类对象，此时对象池之中若已有相同内容，则直接进行引用；若没有，则创建新的字符串对象而后将其保存在对象池之中。 2、构造方法 构造方法方式的实例化，JVM会先在堆上创建一个匿名字符串，再将这个字符串复制一份并由变量指向，导致出现垃圾空间(匿名String对象)，且此方式不会将该字符串对象加入到JVM的 “字符串常量池” 中，导致字符串共享问题。 解决办法是使用String类的intern()方法将以构造方法方式创建的对象手动加入到"字符串常量池"中。 2.2 字符串的比较在Java中，用于比较字符串的内容是否相同有两种方法：equals()和equalsIgnoreCase()。 boolean equals(Object anObject)：比较两个字符串的内容是否相同；boolean equalsIgnoreCase(String anotherString)：忽略字符串的大小写，比较两个字符串的内容；int compareTo(String anotherString)：按照字符编码比较字符串大小，结果=0表示相等、>0表示大于、 String str = "Hello World"; int length = str.length(); System.out.println(length); }运行结果： 11 2.4 字符串连接在Java中，可以使用+运算符或String concat(String str)方法来拼接字符串。如下： public static void concatMethod(){ String str1 = "Hello"; String str2 = "World"; String result1 = str1 + ", " + str2; String result2 = str1.concat(", ").concat(str2); System.out.println(result1); System.out.println(result2); }需要注意的是，频繁拼接字符串时，使用StringBuilder或StringBuffer类会更高效。下文会详细介绍关于这这两个类的更多情况。 运行结果： Hello, World Hello, World 2.5 字符串截取要从一个字符串中截取子串，可以使用substring(int beginIndex, int endIndex)方法和substring(int beginIndex)方法。 substring(int beginIndex, int endIndex)方法用来截取从第一个参数表示的起始位置（包括）到第二个参数表示结束位置（不包括）的子字符串；substring(int beginIndex)方法用于从从第一个参数表示的指定位置截取到字符串末尾。如下： public static void substringMethod(){ String str = "Hello World!"; String substr = str.substring(6, 11); String substr2 = str.substring(6); System.out.println(substr); System.out.println(substr2); }运行结果： World World! 2.6 字符串的查找和替换🍎 查找 对于字符串的查找操作，常用的方法有indexOf(int ch)和lastIndexOf(int ch)。它们用于返回指定字符或子串在字符串中的位置。 indexOf(int ch) 和 indexOf(String str)：从前往后的正向查找指定字符或子串在字符串中的位置。若找不到，则返回-1；lastIndexOf(int ch) 和 lastIndexOf(String str)：从后往前的反向查找指定字符或子串在字符串中的位置。若找不到，则返回-1；charAt(int index)：获取指定位置的字符。如下： public static void findIndexMethod(){ String str = "Hello World"; int index1 = str.indexOf('o'); int index2 = str.indexOf("World"); int lastIndex1 = str.lastIndexOf('o'); int lastIndex2 = str.lastIndexOf("World"); System.out.println(index1); System.out.println(index2); System.out.println(lastIndex1); System.out.println(lastIndex2); char c = str.charAt(0); System.out.println(c); }运行结果： 4 6 7 6 H🍊 替换 Java中提供了多个方法用于替换字符串中的字符或子串，分别是： replace(char oldChar, char newChar) 方法用于将字符串中的指定字符 替换为新字符。该方法会返回一个新字符串，原始字符串不会改变。若原始字符串中有多个匹配的字符，所有匹配的字符都会被替换； replace(CharSequence target, CharSequence replacement) 方法用于将字符串中与目标字符序列 匹配的部分替换为指定字符序列。该方法同样会返回一个新字符串，而不改变原始字符串； 注意这个方法的参数是 CharSequence 类型，这意味着可以传递任何实现了 CharSequence 接口的对象，包括 String、StringBuilder 等。这使得它更具灵活性，可以进行更复杂的字符串替换操作； replaceFirst(String regex, String replacement)方法将字符串中首次出现的与正则表达式regex匹配的部分替换； replaceAll(String regex, String replacement) 方法会将字符串中所有与正则表达式regex匹配的部分全部替换。 如下： public static void replaceMethod(){ String str = "Hello World"; String newStr1 = str.replace('l', 'L'); String newStr2 = str.replace("World", "Java"); System.out.println(newStr1); System.out.println(newStr2); String newStr3 = str.replaceFirst("l", "L"); String newStr4 = str.replaceAll("l", "L"); System.out.println(newStr3); System.out.println(newStr4); }运行结果： HeLLo WorLd Hello Java HeLlo World HeLLo WorLd 2.7 字符串的切割和拆分🍒 切割 字符串的切割操作主要通过split(String regex)方法来实现，其中参数regex是一个正则表达式，用于指定分隔符。 如下： public static void splitMethod(){ String str = "Java is a programming language"; String[] splitStr = str.split(" "); for (String s : splitStr) { System.out.println(s); } }输出结果： Java is a programming language🍉 拆分 拆分字符串与切割类似，使用的方法是split(String regex, int limit)。limit参数指定返回的数组长度限制。 如下： public static void splitLimitMethod(){ String str = "Java,is,a,programming,language"; String[] splitStr = str.split(",", 3); for (String s : splitStr) { System.out.println(s); } }输出结果： Java is a,programming,language 2.8 字符串和其他类型的转换Java中提供了大量用于字符串和其他数据类型转换的方法： toCharArray()：将字符串转换为字符数组；String.valueOf(Object obj)：将其他类型转换为字符串；getBytes()：使用平台的默认字符集将此 字符串编码为字节数组；getBytes(String charsetName)：使用指定字符集将 字符串编码为字节数组。同时，各个包装类也有对字符串转换的支持： int intValue = Integer.parseInt(stringValue); 将字符串转换为整数；double doubleValue = Double.parseDouble(stringValue); 将字符串转换为双精度浮点数；float floatValue = Float.parseFloat(stringValue); 将字符串转换为单精度浮点数；boolean booleanValue = Boolean.parseBoolean(stringValue); 将字符串转换为布尔值。关于包装类对字符串转换的操作支持更多情况，请参考我的另一篇文章： 【Java高级语法】（四）包装类：关于包装类的那些细节你都清楚吗？~ 如下： public static void changeTypeMethod(){ String str = "Hello, world!"; // 将字符串转换为字符数组 char[] charArray = str.toCharArray(); System.out.println("字符串转换为字符数组："); for (char c : charArray) { System.out.print(c + "、"); } System.out.println(); // 将其他类型转换为字符串 int number = 123; String numberStr = String.valueOf(number); System.out.println("将整数转换为字符串：" + numberStr); double decimal = 3.14; String decimalStr = String.valueOf(decimal); System.out.println("将浮点数转换为字符串：" + decimalStr); boolean bool = true; String boolStr = String.valueOf(bool); System.out.println("将布尔值转换为字符串：" + boolStr); // 使用平台的默认字符集将字符串编码为字节数组 byte[] bytes1 = str.getBytes(); System.out.println("默认字符集下的字节数组："); for (byte b : bytes1) { System.out.print(b + " "); } System.out.println(); // 使用指定字符集将字符串编码为字节数组（UTF-8） byte[] bytes2 = str.getBytes(Charset.forName("UTF-8")); System.out.println("UTF-8字符集下的字节数组："); for (byte b : bytes2) { System.out.print(b + " "); } System.out.println(); // 使用指定字符集将字符串编码为字节数组（GBK） byte[] bytes3 = str.getBytes(Charset.forName("GBK")); System.out.println("GBK字符集下的字节数组："); for (byte b : bytes3) { System.out.print(b + " "); } System.out.println(); }输出结果： 字符串转换为字符数组： H、e、l、l、o、,、 、w、o、r、l、d、!、 将整数转换为字符串：123 将浮点数转换为字符串：3.14 将布尔值转换为字符串：true 默认字符集下的字节数组： 72 101 108 108 111 44 32 119 111 114 108 100 33 UTF-8字符集下的字节数组： 72 101 108 108 111 44 32 119 111 114 108 100 33 GBK字符集下的字节数组： 72 101 108 108 111 44 32 119 111 114 108 100 33 2.9 字符串的格式化Java中使用String.format()方法可以对字符串进行格式化操作。 String.format(String format, Object... args)：使用格式规范化字符串。第一个参数是格式字符串，后续参数是需要插入到格式字符串中的变量。如下： public static void formatMethod(){ int number = 123; double decimal = 3.14; // 使用格式化字符串 String formattedString = String.format("The number is %d and the decimal is %.2f", number, decimal); System.out.println("格式化字符串：" + formattedString); }输出结果： 格式化字符串：The number is 123 and the decimal is 3.14 2.10 字符串的判断Java中使用String.format()方法可以对字符串进行格式化操作。 boolean contains(String s)：判断该字符串是否包含传进来的字符串；boolean startsWith(String prefix)：判断字符串是否以传进来的字符串开头；boolean endsWith(String suffix)：判断字符串是否以传进来的字符串结尾；boolean isEmpty()：判断字符串是否为空。如下： public static void judgmentMethod(){ String str = "Hello, World!"; // 判断字符串是否包含传进来的字符串 String searchStr1 = "Hello"; boolean containsStr1 = str.contains(searchStr1); System.out.println("字符串 \"" + str + "\" 是否包含 \"" + searchStr1 + "\": " + containsStr1); String searchStr2 = "ChinaAi"; boolean containsStr2 = str.contains(searchStr2); System.out.println("字符串 \"" + str + "\" 是否包含 \"" + searchStr2 + "\": " + containsStr2); // 判断字符串是否以传进来的字符串开头 String prefix1 = "Hello"; boolean startsWithPrefix1 = str.startsWith(prefix1); System.out.println("字符串 \"" + str + "\" 是否以 \"" + prefix1 + "\" 开头: " + startsWithPrefix1); String prefix2 = "Hi"; boolean startsWithPrefix2 = str.startsWith(prefix2); System.out.println("字符串 \"" + str + "\" 是否以 \"" + prefix2 + "\" 开头: " + startsWithPrefix2); // 判断字符串是否以传进来的字符串结尾 String suffix1 = "World!"; boolean endsWithSuffix1 = str.endsWith(suffix1); System.out.println("字符串 \"" + str + "\" 是否以 \"" + suffix1 + "\" 结尾: " + endsWithSuffix1); String suffix2 = "Java"; boolean endsWithSuffix2 = str.endsWith(suffix2); System.out.println("字符串 \"" + str + "\" 是否以 \"" + suffix2 + "\" 结尾: " + endsWithSuffix2); // 判断字符串是否为空 boolean isEmpty = str.isEmpty(); System.out.println("字符串 \"" + str + "\" 是否为空: " + isEmpty); }输出结果： 字符串 "Hello, World!" 是否包含 "Hello": true 字符串 "Hello, World!" 是否包含 "ChinaAi": false 字符串 "Hello, World!" 是否以 "Hello" 开头: true 字符串 "Hello, World!" 是否以 "Hi" 开头: false 字符串 "Hello, World!" 是否以 "World!" 结尾: true 字符串 "Hello, World!" 是否以 "Java" 结尾: false 字符串 "Hello, World!" 是否为空: false 2.11 手动入池在Java中，通过手动将字符串加入字符串池，可以实现字符串的共享，从而优化内存使用。可以使用以下方式将字符串手动添加到字符串池中： intern()：这个方法会返回字符串池中对应的字符串，如果池中没有该字符串，则将它添加到池中并返回。如下： public static void internMethod(){ // 创建两个不同的字符串对象 String str1 = new String("Hello"); String str2 = new String("Hello"); // 执行intern()方法后，将字符串加入字符串常量池 String internStr1 = str1.intern(); String internStr2 = str2.intern(); // 检查两个字符串是否引用同一个字符串对象 boolean isSameObject = (internStr1 == internStr2); System.out.println("是否引用同一个字符串对象: " + isSameObject); // 使用equals()方法检查字符串内容是否相同 boolean isEqual = internStr1.equals(internStr2); System.out.println("字符串内容是否相同: " + isEqual); }输出结果： 是否引用同一个字符串对象: true 字符串内容是否相同: true 2.12 其他操作Java中String 类还包括以下一些操作方法： toLowerCase()：将字符串中的英文字母转小写；toUpperCase()：将字符串中的英文字母转大写；trim()：去掉字符串左右两边的空格。如下： public static void otherMethod(){ String input = " Hello, World! "; System.out.println("原始字符串: " + input); // 转小写 String lowercase = input.toLowerCase(); System.out.println("转小写后: " + lowercase); // 转大写 String uppercase = input.toUpperCase(); System.out.println("转大写后: " + uppercase); // 去掉左右两边的空格 String trimmed = input.trim(); System.out.println("去掉空格后: " + trimmed); }输出结果： 原始字符串: Hello, World! 转小写后: hello, world! 转大写后: HELLO, WORLD! 去掉空格后: Hello, World! 2.13 小结本节介绍了Java中String类的各种操作支持方法，包括创建字符对象、比较字符串内容、获取长度、连接、截取、查找、替换、切割、拆分、转换、格式化等常用操作。String类是Java编程中十分重要的一部分，熟练掌握这些操作有助于开发出高效的程序。 操作类别方法说明获取length() 获取字符串长度 charAt(int index) 获取指定位置的字符 indexOf(Char char)获取指定字符在字符串中首次出现的位置lastIndexOf(Char char)反向查找指定字符在字符串中首次出现的位置subString(int start)字符串截取，从指定位置到字符串末尾subString(int start,int end)字符串截取，从指定位置到指定位置，范围左闭右开比较equals(String s)比较字符串内容是否相同，区分大小写equalsIgnoreCase(String s)比较字符串内容是否相同，不区分大小写compareTo(String s)比较字符串大小（按照字符编码），结果=0表示相等、>0表示大于、 // 创建一个空的 StringBuilder 对象 StringBuilder sb1 = new StringBuilder(); // 根据已存在的字符串创建 StringBuilder 对象 StringBuilder sb2 = new StringBuilder("Hello"); // 指定初始容量创建 StringBuilder 对象 StringBuilder sb3 = new StringBuilder(10); StringBuilder sb = new StringBuilder(); sb.append("Hello"); sb.append("World"); System.out.println(sb.toString()); sb.delete(5, 10); System.out.println(sb.toString()); sb.insert(5, " World"); System.out.println(sb.toString()); sb.replace(5, 11, " Everybody"); System.out.println(sb.toString()); sb.reverse(); System.out.println(sb.toString()); String str = sb.toString(); System.out.println(str); }输出结果： HelloWorld Hello Hello World Hello Everybody ydobyrevE olleH ydobyrevE olleH除了上面提到的常用方法之外，StringBuilder 还有其他一些方法可以查询和修改字符串。请参考 Java 官方文档 以获取更详尽的信息。 6️⃣ String、StringBuffer和StringBuilder的对比String类：适用于少量的字符串不变的操作； StringBuilder类：适用于单线程下在字符串缓冲区进行大量操作； StringBuffer类：适用于多线程下在字符串缓冲区进行大量操作。 String类表示不可变的（immutable）字符串，该类是 final修饰的类，不能被继承且表示字符串常量（字符串常量一旦声明则不可改变，而字符串对象可以改变，改变的是其内存地址的指向），对String修改会产生新的对象，效率低。而StringBuilder和StringBuffer均为可变字符串；String类使用 + 和 concat() 方法做数据的连接操作，而在StringBuffer类和StringBuilder类中使用 append()方法进行数据连接；StringBuilder是非线程安全的，不保证同步所以在性能上较高；StringBuffer是线程安全的，该类方法都使用了 synchronized 修饰，所以符合多线程操作中的安全要求。 📑 本文源码下载地址Java的String类讲解案例代码（String类使用：创建对象、比较、连接、截取、查找和替换、拆分…）
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