Java——认识String类

在 C 语言中已经涉及到字符串了，但是在 C 语言中要表示字符串只能使用字符数组或者字符指针，可以使用标准库提供的字符串系列函数完成大部分操作，但是这种将数据和操作数据方法分离开的方式不符合面相对象的思想，而字符串应用又非常广泛，因此Java 语言专门提供了 String 类。

1. 常用方法

1.1 字符串构造

1. 使用常量串构造

String s1 = "hello" ;

2. 直接 newString 对象

String s2 = new String ( "hello" );

3. 使用字符数组进行构造

char [] array = { 'h' , 'e' , 'l' , 'l' , 'o' };

String s3 = new String ( array );

代码示例如下：

public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
// 使用常量串构造
        String s1 = "hello bit";
        System.out.println(s1);
// 直接newString对象
        String s2 = new String("hello bit");
        System.out.println(s1);
// 使用字符数组进行构造
        char[] array = {'h','e','l','l','o','b','i','t'};
        String s3 = new String(array);
        System.out.println(s1);
    }
}

运行结果如下：

其他方法需要用到时，大家参考 Java 在线文档： String官方文档

注意： 1. String是引用类型，内部并不存储字符串本身，在String类的实现源码中，String类实例变量如下：

2. 在 Java 中 “” 引起来的也是 String 类型对象。

1.2 String 对象的比较

字符串的比较是常见操作之一，比如：字符串排序。Java中总共提供了4中方式：

1.2.1 == 比较是否引用同一个对象

代码示例：

public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;
        int c = 10;
// 对于基本类型变量，==比较两个变量中存储的值是否相同
        System.out.println(a == b); // false
        System.out.println(a == c); // true
// 对于引用类型变量，==比较两个引用变量引用的是否为同一个对象
        String s1 = new String("hello");
        String s2 = new String("hello");
        String s3 = new String("world");
        String s4 = s1;
        System.out.println(s1 == s2); // false
        System.out.println(s2 == s3); // false
        System.out.println(s1 == s4); // true
    }
}

运行结果如下：

注意：对于内置类型，== 比较的是变量中的值；对于引用类型 == 比较的是引用中的地址。

1.2.2 boolean equals(Object anObject) 方法：按照字典序比较

字典序：字符大小的顺序

String 类重写了父类 Object 中 equals 方法， Object 中 equals 默认按照 == 比较， String 重写 equals 方法后进行比较，比如： s1.equals(s2)

代码示例：

public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = new String("hello");
        String s2 = new String("hello");
        String s3 = new String("Hello");
// s1、s2、s3引用的是三个不同对象，因此==比较结果全部为false
        System.out.println(s1 == s2); // false
        System.out.println(s1 == s3); // false
// equals比较：String对象中的逐个字符
// 虽然s1与s2引用的不是同一个对象，但是两个对象中放置的内容相同，因此输出true
// s1与s3引用的不是同一个对象，而且两个对象中内容也不同，因此输出false
        System.out.println(s1.equals(s2)); // true
        System.out.println(s1.equals(s3)); // false
    }
}

运行结果如下：

注意：equals 的具体比较规则如下：

1.2.3 int compareTo(String s) 方法: 按照字典序进行比较

与 equals 不同的是， equals 返回的是 boolean 类型，而 compareTo 返回的是 int 类型。

具体比较方式：

1. 先按照字典次序大小比较，如果出现不等的字符，直接返回这两个字符的大小差值

2. 如果前 k 个字符相等 (k 为两个字符长度最小值 ) ，返回值两个字符串长度差值

代码示例：

public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = new String("abc");
        String s2 = new String("ac");
        String s3 = new String("abc");
        String s4 = new String("abcdef");
        System.out.println(s1.compareTo(s2)); // 不同输出字符差值-1
        System.out.println(s1.compareTo(s3)); // 相同输出 0
        System.out.println(s1.compareTo(s4)); // 前k个字符完全相同，输出长度差值 -3
    }
}

运行结果如下：

1.2.4. int compareToIgnoreCase(String str) 方法：与compareTo方式相同，但是忽略大小写比较

代码示例：

public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = new String("abc");
        String s2 = new String("ac");
        String s3 = new String("ABc");
        String s4 = new String("abcdef");
        System.out.println(s1.compareToIgnoreCase(s2)); // 不同输出字符差值-1
        System.out.println(s1.compareToIgnoreCase(s3)); // 相同输出 0
        System.out.println(s1.compareToIgnoreCase(s4)); // 前k个字符完全相同，输出长度差值 -3
    }
}

运行结果如下：

1.3 字符串查找

字符串查找也是字符串中非常常见的操作， String 类提供的常用查找的方法：

方法	功能
char charAt(int index)	返回 index 位置上字符，如果 index 为负数或者越界，抛出 IndexOutOfBoundsException 异常
int indexOf(int ch)	返回 ch 第一次出现的位置，没有返回 -1
int indexOf(int ch, int fromIndex)	从 fromIndex 位置开始找 ch 第一次出现的位置，没有返回 -1
int indexOf(String str)	返回 str 第一次出现的位置，没有返回 -1
int indexOf(String str, int fromIndex)	从 fromIndex 位置开始找 str 第一次出现的位置，没有返回 -1
int lastIndexOf(int ch)	从后往前找，返回 ch 第一次出现的位置，没有返回 -1
int lastIndexOf(int ch, int fromIndex)	从 fromIndex 位置开始找，从后往前找 ch 第一次出现的位置，没有返回 -1
int lastIndexOf(String str)	从后往前找，返回 str 第一次出现的位置，没有返回 -1
int lastIndexOf(String str, int fromIndex)	从 fromIndex 位置开始找，从后往前找 str 第一次出现的位置，没有返回 -1

代码示例：

public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        String s = "aaabbbcccaaabbbccc";
        System.out.println(s.charAt(3));
        System.out.println(s.indexOf('c'));
        System.out.println(s.indexOf('c', 10));
        System.out.println(s.indexOf("bbb")); 
        System.out.println(s.indexOf("bbb", 10));
        System.out.println(s.lastIndexOf('c')); 
        System.out.println(s.lastIndexOf('c', 10));
        System.out.println(s.lastIndexOf("bbb")); 
        System.out.println(s.lastIndexOf("bbb", 10));
    }
}

运行结果如下：

1.4 转化

1.4.1 数值和字符串互相转化

代码示例：

public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
// 数字转字符串
        String s1 = String.valueOf(1234);
        String s2 = String.valueOf(12.34);
        String s3 = String.valueOf(true);
        System.out.println(s1);
        System.out.println(s2);
        System.out.println(s3);
        System.out.println("=================================");
// 字符串转数字
        int data1 = Integer.parseInt("1234");
        double data2 = Double.parseDouble("12.34");
        System.out.println(data1);
        System.out.println(data2);
    }
}

运行结果如下：

1.4.2 字符串大小写转化

代码示例：

public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "hello";
        String s2 = "HELLO";
// 小写转大写
        System.out.println(s1.toUpperCase());
// 大写转小写
        System.out.println(s2.toLowerCase());
    }
}

运行结果如下：

1.4.3 字符串转数组

代码示例：

public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        String s = "hello";
// 字符串转数组
        char[] ch = s.toCharArray();
        for (int i = 0; i < ch.length; i++) {
            System.out.print(ch[i]);
        }
        System.out.println();
// 数组转字符串
        String s2 = new String(ch);
        System.out.println(s2);
    }
}

运行结果如下：

1.4.4 格式化

代码示例：

public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        String s = String.format("%d-%d-%d", 2024, 9,20);
        System.out.println(s);
    }
}

运行结果如下：

1.5 字符串替换

使用一个指定的新的字符串替换掉已有的字符串数据，可用的方法如下：

方法	功能
String replaceAll(String regex, String replacement)	替换所有的指定内容
String replaceFirst(String regex, String replacement)	替换首个内容

代码示例：

public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "helloworld" ;
        System.out.println(str.replaceAll("l", "_"));
        System.out.println(str.replaceFirst("l", "_"));
    }
}

运行结果如下：

注意事项 : 由于字符串是不可变对象 , 替换不修改当前字符串 , 而是产生一个新的字符串 .

1.6 字符串拆分

可以将一个完整的字符串按照指定的分隔符划分为若干个子字符串，可用方法如下：

方法	功能
String[] split(String regex)	将字符串全部拆分
String[] split(String regex, int limit)	将字符串以指定的格式，拆分为 limit 组

代码示例1：

public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        //字符串的拆分
        String str1 = "hello world hello man" ;
        String[] result1 = str1.split(" ") ; // 按照空格拆分
        for(String s: result1) {
            System.out.println(s);
        }
        System.out.println("==========================");
        //字符串的部分拆分
        String str2 = "hello world hello man" ;
        String[] result2 = str2.split(" ",2) ;
        for(String s: result2) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

运行结果如下：

拆分是特别常用的操作 . 一定要重点掌握 . 另外有些特殊字符作为分割符可能无法正确切分, 需要加上转义.

代码示例2：

public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "192.168.1.1" ;
        String[] result = str.split("\\.") ;
        for(String s: result) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

运行结果如下：

代码示例3：多次拆分

public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        //方法1
        String str1 = "name=zhangsan&age=18" ;
        String[] result1 = str1.split("&") ;
        for (int i = 0; i < result1.length; i++) {
            String[] temp = result1[i].split("=") ;
            System.out.println(temp[0]+"  "+temp[1]);
        }
        //方法2
        String str2 = "name=zhangsan&age=18" ;
        String[] result2 = str2.split("&|=") ;
        for (String s:result2) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

运行结果如下：

注意：

1. 字符 "|","*","+" 都得加上转义字符，前面加上 "\\" .

2. 而如果是 "\" ，那么就得写成 "\\\\" .

3. 如果一个字符串中有多个分隔符，可以用 "|" 作为连字符 .

1.7 字符串截取

从一个完整的字符串之中截取出部分内容。可用方法如下：

方法	功能
String substring(int beginIndex)	从指定索引截取到结尾
String substring(int beginIndex, int endIndex)	截取部分内容

代码示例：

public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "helloworld" ;
        System.out.println(str.substring(5));
        System.out.println("=======================");
        System.out.println(str.substring(0, 4));
    }
}

运行结果如下：

注意 :

1. 索引从 0 开始

2. 注意前闭后开区间的写法 , substring(0, 4) 表示包含 0 号下标的字符 , 不包含 4 号下标

1.8 其他操作方法

方法	功能
String trim()	去掉字符串中的左右空格 , 保留中间空格

代码示例：

public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = " hello world " ;
        System.out.println("["+str+"]");
        System.out.println("["+str.trim()+"]");
    }
}

运行结果如下：

注意：trim 会去掉字符串开头和结尾的空白字符(空格, 换行, 制表符等).

2 字符串的不可变性

String是一种不可变对象. 字符串中的内容是不可改变。字符串不可被修改，是因为：

1. String 类在设计时就是不可改变的， String 类实现描述中已经说明

以下来自 JDK17 中 String 类的部分实现：

String 类中的字符实际保存在内部维护的 value 字符数组中 ，该图还可以看出：

String类被final修饰，表明该类不能被继承
value被修饰被final修饰，表明value自身的值不能改变，即不能引用其它字符数组，但是其引用空间中的内容可以修改。

2. 所有涉及到可能修改字符串内容的操作都是创建一个新对象，改变的是新对象

例如 replace 方法：

注意：
1. final修饰类表明该类不想被继承，final修饰引用类型表明该引用变量不能引用其他对象，但是其引用对象中的内容是可以修改的。

2. 字符串不可变性的好处

方便实现字符串对象池. 如果 String 可变, 那么对象池就需要考虑写时拷贝的问题了.
不可变对象是线程安全的.
不可变对象更方便缓存 hash code, 作为 key 时可以更高效的保存到 HashMap 中.

3.尽量避免直接对String类型对象进行修改，因为String类是不能修改的，所有的修改都会创建新对象，效率非常低下。

3.StringBuffer 和 StringBuilder

由于 String 的不可更改特性，为了方便字符串的修改， Java 中又提供 StringBuilder 和 StringBuffer 类。这两个类大部分功能是相同的，这里介绍 StringBuilder 常用的一些方法，其它需要用到了大家可参阅 StringBuilder在线文档

3.1 常用方法

方法	功能
StringBuff append(String str)	在尾部追加，相当于 String 的 += ，可以追加： boolean 、 char 、 char[] 、double、 float 、 int 、 long 、 Object 、 String 、 StringBuff 的变量
char charAt(int index)	获取 index 位置的字符
int length()	获取字符串的长度
int capacity()	获取底层保存字符串空间总的大小
void ensureCapacity(int mininmumCapacity)	扩容
void setCharAt(int index, char ch)	将 index 位置的字符设置为 ch
int indexOf(String str)	返回str第一次出现的位置
nt indexOf(String str, int fromIndex)	从fromIndex位置开始查找str第一次出现的位置
int lastIndexOf(String str)	返回最后一次出现 str 的位置
int lastIndexOf(String str, int fromIndex)	从 fromIndex 位置开始找 str 最后一次出现的位置
StringBuff insert(int offset, String str)	在 offset 位置插入：八种基类类型 & String 类型 & Object 类型数据
StringBuffer deleteCharAt(int index)	删除 index 位置字符
StringBuffer delete(int start, int end)	删除 [start, end) 区间内的字符
StringBuffer replace(int start, int end, String str)	将 [start, end) 位置的字符替换为 str
String substring(int start)	从 start 开始一直到末尾的字符以 String 的方式返回
String substring(int start ， int end)	将 [start, end) 范围内的字符以 String 的方式返回
StringBuffer reverse()	反转字符串
String toString()	将所有字符按照String的方式返回

代码示例：

public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder sb1 = new StringBuilder("hello");
        StringBuilder sb2 = sb1;
// 追加：即尾插-->字符、字符串、整形数字
        sb1.append(' ');
        sb1.append("world");
        sb1.append(123);
        System.out.println(sb1);
        System.out.println(sb1 == sb2);
        System.out.println(sb1.charAt(0)); // 获取0号位上的字符 h
        System.out.println(sb1.length()); // 获取字符串的有效长度14
        System.out.println(sb1.capacity()); // 获取底层数组的总大小
        sb1.setCharAt(0, 'H'); // 设置任意位置的字符 Hello world123
        sb1.insert(0, "Hello world!!!"); // Hello world!!!Hello world123
        System.out.println(sb1);
        System.out.println(sb1.indexOf("Hello")); // 获取Hello第一次出现的位置
        System.out.println(sb1.lastIndexOf("hello")); // 获取hello最后一次出现的位置
        sb1.deleteCharAt(0); // 删除首字符
        sb1.delete(0,5); // 删除[0, 5)范围内的字符
        String str = sb1.substring(0, 5); // 截取[0, 5)区间中的字符以String的方式返回
        System.out.println(str);
        sb1.reverse(); // 字符串逆转
        str = sb1.toString(); // 将StringBuffer以String的方式返回
        System.out.println(str);
    }
}

运行结果如下：