【JavaSE】认识String类，了解，进阶到熟练掌握

#1024程序员节 | 征文#

下面就让博主带领大家一起解决心中关于String类的疑问吧~~~

1.字符串构造：

第一种和第二种（有一定的区别，在常量池上）

public static void main(String[] args) {
// 使用常量串构造
String s1 = "hello";
System.out.println(s1);

// 直接newString对象
String s2 = new String("hello");
System.out.println(s1);

// 使用字符数组进行构造
char[] array = {'h','e','l','l','o'};
String s3 = new String(array);
System.out.println(s1);
}

其他方法需要用到时，大家参考Java在线文档：

String类在线文档

每个成员里面都有这两个变量

两个String方法

1：和数组的长度属性array.length不一样，String的s1.length（）是一个方法

2：isEmpty是判断字符串长度是否为0；要是空指针可就要报空指针异常了

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
// s1和s2引用的是不同对象 s1和s3引用的是同一对象
        String s1 = new String("hello");
        String s2 = new String("world");
        String s3 = s1;
        System.out.println(s1.length()); // 获取字符串长度---输出5
        System.out.println(s1.isEmpty()); // 如果字符串长度为0，返回true，否则返回false
        String s4 = null;
//        System.out.println(s4.isEmpty());
    }
}

这样获得长度也可以

// 打印"hello"字符串(String对象)的长度
System.out.println("hello".length());

2：String对象的比较

2.1:equals比较以及常量池的一些知识

        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
//String类重写了equals方法，只要内容一样就相等
        System.out.println("===============================");
        System.out.println(s1.equals(s2)); // true
        System.out.println(s1.equals(s3)); // false
        System.out.println("===============================");
//但是这么比较呢？
        String s4 = "hello";
        String s5 = "hello";
        System.out.println("===============================");
        
    }

这就不得不涉及到常量池的概念了（现在只能懵懂的了解一下）；

2.2：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

（一个字符大小差值，一个长度差值）


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
}

2.3：int compareToIgnoreCase(String str) 方法：

与compareTo方式相同，但是忽略大小写比较

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
}

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

4：转换

4.1.字符串和数字转化：

        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);
        String s4 = String.valueOf(new Student("lisi", 18));
        System.out.println(s1);
        System.out.println(s2);
        System.out.println(s3);
        System.out.println(s4);
        System.out.println("=================================");
// 字符串转数字
// 注意：Integer、Double等是Java中的包装类型，这个后面会讲到
        int data1 = Integer.parseInt("1234");
        double data2 = Double.parseDouble("12.34");
        System.out.println(data1);
        System.out.println(data2);
    }

String类对于这些转换字符串的方法进行了重载处理：

4.2. 大小写转换

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());
}

4.3.字符串和数组的转换：

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);
            //或者（你俩不太一样）
            String s3 = Arrays.toString(ch);
            System.out.println(s2);
            System.out.println(s3);

    }

4.4：格式化输入字符串

public static void main(String[] args) {
String s = String.format("%d-%d-%d", 2019, 9,14);
System.out.println(s);
}

4.5：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

        String str = "abbbbbababab" ;
        System.out.println(str.replaceAll("ab", "++"));
//这个替换也是，不是在原有的基础上进行替换，而是产生了新的对象
        System.out.println(str.replaceFirst("ab", "=="));

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

4.6：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

        String str = "hello world hello" ;
        String[] result = str.split(" ") ; // 按照空格拆分
        for(String s: result) {
            System.out.println(s);
        }

将字符串以指定的格式，拆分为limit组

String str = "hello world hello bit" ;
String[] result = str.split(" ",2) ;
for(String s: result) {
System.out.println(s);
}

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: 拆分IP地址

public static void main(String[] args) {
        String str = "192.168.11" ;
        String[] result = str.split("\\.") ;
        for(String s: result) {
            System.out.println(s);
        }
    }

注意事项:

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.

代码示例: 多次拆分

//多次拆分
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "zhnagsan=18&lisi=19";
        String []ret = s1.split("&");
        for (int i = 0; i < ret.length; i++) {//result.length的长度为2
            String []ret1 =ret[i].split("=");//第一次的字符串为zhangsan=18
            
            for (int j = 0; j < ret1.length; j++) {
                System.out.println(ret1[j]);//每一次拆开的两部分打印出来
            }
            
        }
    }

4.7：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

区间：左闭右开

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

//区间截取
    public static void main(String[] args) {
        String str = "helloworld" ;
        System.out.println(str.substring(5));
        System.out.println(str.substring(0, 1));
    }

如果截取的长度为整个字符串的长度（0，array.length）返回的是原地址

public class previewTest {
    public static void main(String[] args) {
        String s = "hello";
        String s1 = s.substring(0);
        String s2 = s.substring(0,5);
        System.out.println(s.hashCode());
        System.out.println(s1.hashCode());
        System.out.println(s2.hashCode());
    }
}

大家可以看到是三个的哈希值都是一样的

4.8:去掉字符串中的左右空格,保留中间空格

变成了一个新的字符串（但是如果不需要去除空格制表符，换行等，还是本来的引用）

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

    }

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).

5：字符串的不可变性

譬如：

public static void main(String[] args) {

final int array[] = {1,2,3,4,5};

array[0] = 100;

System.out.println(Arrays.toString(array));

// array = new int[]{4,5,6}; // 编译报错：Error:(19, 9) java: 无法为最终变量array分配值

// 被final修饰了，array这个引用就不能指向其他数组了！！！！

}

那如果我们要修改字符串的内容，要怎么修改呢？

6：修改字符串（效率高点）

注意：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。

譬如直接修改的话：

public static void main(String[] args) {
String s = "hello";
s += " world";
System.out.println(s); // 输出：hello world
}

我们编译一下，我们要先build一下生成一个字节码文件

然后cmd

我们发现

竟然有两次StringBuild，还有append，这都是怎么回事呢？

实际上，上面hello加上world可以分为以下几步

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        String s = "hello";
        
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        
        stringBuilder.append(s);
        stringBuilder.append("world");
        
        s = stringBuilder.toString();
        
        System.out.println(s); // 输出：hello world
    }
}

对于StringBuild这个类里面的方法都是在原有的对象上直接进行更改，并不会创建新的对象

我们可以测试一下

进行字符串的加法，对于String，StringBuffer以及StringBuild三者所需要的时间

 public static void main(String[] args) {
        long start = System.currentTimeMillis();//计算开始的时间
        String s = "";
        for(int i = 0; i < 10000; ++i){
            s += i;
        }
        long end = System.currentTimeMillis();//计算结束的时间
        System.out.println(end - start);//完成这个加法所需要的时间

        start = System.currentTimeMillis();
        StringBuffer sbf = new StringBuffer("");//用StringBuffer，不改变对象
        for(int i = 0; i < 10000; ++i){
            sbf.append(i);
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end - start);

        start = System.currentTimeMillis();//用StringBuild，不改变对象
        StringBuilder sbd = new StringBuilder();
        for(int i = 0; i < 10000; ++i){
            sbd.append(i);
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end - start);
    }

很显然，后二者都比String快了不止一星半点

可以看出在对String类进行修改时，效率是非常慢的，因此：尽量避免对String的直接需要，如果要修改建议尽量使用StringBuffer或者StringBuilder。

7：StringBuffer以及StringBuild

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

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(' '); // hello

sb1.append("world"); // hello world

sb1.append(123); // hello world123

每一次append都是在原来的对象上面添加字符，只是对象的内容可以改变，但是还是这个对象（没有创建新的对象）

和String的区别就在于，String类型的对象内容别人改变不了，只能每次都创建新的对象

System.out.println(sb1); // hello world123

System.out.println(sb1 == sb2); // true

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

capacity（）方法是用来获取这个内部字符数组当前的总大小，即这个数组在不进行扩容的情况下可以存储的最大字符数。这个大小并不等同于StringBuilder（或类似对象）当前实际存储的字符数，而是指数组的总容量。

解释：
实际存储的字符数：可以通过length（）或size（）方法获取（对于StringBuilder来说是length（）），它表示当前StringBuilder对象中实际包含的字符数量。
数组的容量：通过capacity()获取，它表示StringBuilder内部用于存储字符的数组的大小。这个大小通常大于或等于实际存储的字符数，因为当字符序列增长时，底层数组可能需要扩容以容纳更多的字符。以下代码
StringBuilder sb1 = new StringBuilder();  
System.out.println("Initial capacity: " + sb1.capacity()); // 打印初始容量  
sb1.append("Hello, World!");  
System.out.println("Capacity after appending: " + sb1.capacity()); // 打印追加后的容量  
System.out.println("Actual length: " + sb1.length()); // 打印实际长度
这段代码展示了如何查看StringBuilder的初始容量、追加字符后的容量以及实际存储的字符长度。注意，实际运行时的初始容量可能因JVM实现和版本而异，并且不一定总是16（虽然这是Java 8及之前版本中StringBuilder的默认初始容量）。

续：

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);

}

从上述例子可以看出：String和StringBuilder最大的区别在于String的内容无法修改，而StringBuilder的内容可以修改。

频繁修改字符串的情况考虑使用StringBuilder。

注意：String和StringBuilder类不能直接转换。如果要想互相转换，可以采用如下原则:

String变为StringBuilder: 利用StringBuilder的构造方法或append()方法

StringBuilder变为String: 调用toString()方法

最后问大家一个问题：

1. String、StringBuffer、StringBuilder的区别？

String的内容不可修改，StringBuffer与StringBuilder的内容可以修改.

StringBuffer和StringBuilder？

StringBuffer与StringBuilder大部分功能是相似的

StringBuffer采用同步处理，属于线程安全操作（多线程）；

而StringBuilder未采用同步处理（单线程），属于线程不安全操作

如图：

上述就是【JavaSE】认识String类，了解，进阶到熟练掌握的全部内容了，能看到这里相信您一定对小编的文章有了一定的认可，今天我们了解String类的各种方法，以及StringBuild和StringBuffer的区别，我们的Java知识更近一步啦~~~

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