Java【String】【StringBuilder】【StringBuffer】你都会用吗

news2024/11/23 3:20:22

文章目录

  • 前言
  • 一、常用的方法
    • 1、字符串构造
    • 2、字符串比较
    • 3、字符串查找
    • 4、字符串转化
    • 5、字符串替换
    • 6、字符串分割
    • 7、字符串截取
  • 二、字符串的不可变性
  • 三、StringBuilder、StringBuffer
  • 总结


前言

在校招和笔试过程中,字符串是相当频繁被问到的话题,在之前的文章【数据类型与变量】中提到了,Java中设计了一种引用数据类型:String,可以专门来存储字符串。

今天主要介绍不可变的String,以及可变的StringBuilder和StringBuffer


提示:是正在努力进步的小菜鸟一只,如有大佬发现文章欠佳之处欢迎评论区指点~ 废话不多说,直接上干货!

一、常用的方法

1、字符串构造

我们常用的定义一个字符串的方式为:

        String str = "我爱你中国";

我们知道,String是一个引用数据类型,是一个类,类可以new对象,所以还可以这样定义一个字符串:

        String str = new String("我爱你中国");

实际上,正因为String是一个类,所以这样的写法才标准,只不过编译器提供了一种简化的写法,就是直接赋值

要学习String这个类,首先要从这个类的构造方法学起

在IDEA中——敲两次shift——导航栏搜索String——选择class——选择String java.lang
就可以看到String这个类中所有的成员属性和方法了

例如:
在这里插入图片描述
这只是一部分,也是最常用的三种定义字符串的方式,代码如下:

        // 1
        String str1 = new String();
        str1 = "我爱你中国";
        // 2
        String str2 = new String("我爱你中国");
        // 3
        char[] value = {'我','爱','你','中','国'};
        String str3 = new String(value);

简单了解了String类的构造方法之后,需要注意的是:
String 内部并不存储字符串本身

我们打开调试窗口:
在这里插入图片描述
可以看到,String类new出来的三个对象中的成员变量都只有两个:value( 数组类型 ) 和 hash
hash有什么作用咱先别管 ,只需看到value这个数组,可以推断,实际上 字符串是被存放在了一个数组中,而数组也是一个引用类型,可以理解为value的值就是数组的地址

例如 str1 这个字符串,可以简单理解为:
在这里插入图片描述


2、字符串比较

一般有两种场景:1,字符串是否相同 2,大小是否相等

1,判断字符串是否相同:

        String str1 = new String("我爱你中国");
        String str2 = new String("我爱你中国");
        
        System.out.println(str1 == str2);
        // 输出:false
        System.out.println(str1.equals(str2));
        // 输出:true

因为 str1 和 str2 存储的都是对象的地址,两个对象的地址不同
equals 是用来比较两个引用指向的对象的内容是否一致

2,比较字符串大小关系

        String str1 = new String("我爱你中国");
        String str2 = new String("我爱你中国");
        String str3 = new String("我爱你中国我爱你中国");

        System.out.println(str1.compareTo(str2));
        // 输出:0
        System.out.println(str2.compareTo(str3));
        // 输出:-5

compareTo 是用来比较两个引用指向的对象的内容大小关系
比较方式:
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
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

        String str1 = new String("iloveyou");
        String str2 = new String("ILOVEYOU");

        System.out.println(str1.compareTo(str2));
        // 输出:32
        System.out.println(str1.compareToIgnoreCase(str2));
        // 输出:0

compareToIgnoreCasecompareTo方式相同,但是忽略大小写比较


3、字符串查找

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, intfromIndex)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, intfromIndex)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, intfromIndex)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, intfromIndex)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

1,char charAt (int index)

        String str = "我爱你中国";
        System.out.println(str.charAt(0));
        // 输出第一个字符:我
        System.out.println(str.charAt(10));
        // 找不到第10个字符,抛出 IndexOutOfBoundsException 异常 

因为字符串存放在数组中,所以编号和数组下标一致,从0开始

2, int indexOf(int ch)

        String str = "ababcabcdabcde";
        System.out.println(str.indexOf('c'));
        // 找到 str 这个字符串中第一次出现 c 的位置,在4下标处
        // 输出:4

3,int indexOf (int ch, intfromIndex)
多了一个参数,表示起始位置的下标,如果不写第二个参数,默认从0下标处开始找

        String str = "ababcabcdabcde";
        System.out.println(str.indexOf('c',4));
        // 从4位置开始找   输出:4
        System.out.println(str.indexOf('c',5));
        // 从5位置开始找   输出:7

4,int indexOf (String str)

        String str = "ababcabcdabcde";
        System.out.println(str.indexOf("abc"));
        // 找字符串 "abc" 在 str 中出现的位置
        // 输出:2

实现这个方法,有一种比较有难度的算法:KMP算法,感兴趣的小伙伴可以看看我写的这篇文章:大白话式解析KMP算法

5,int indexOf (String str, intfromIndex)
多了一个参数,表示起始位置的下标,如果不写第二个参数,默认从0下标处开始找

        String str = "ababcabcdabcde";
        System.out.println(str.indexOf("abc"));
        System.out.println(str.indexOf("abc",3));
        // 从3位置开始找 "abc"   输出:5

6,int lastIndexOf (int ch)
方法名多了一个单词:last
这个方法表示从后往前找

        String str = "ababcabcdabcde";
        System.out.println(str.lastIndexOf('a'));
        // 从后往前找到第一次出现字符'a',返回'a'的下标
        // 输出:9

7,int lastIndexOf (int ch, intfromIndex)

        String str = "ababcabcdabcde";
        System.out.println(str.lastIndexOf('a',8));
        // 从8位置处开始从后往前找,相当于把8位置当成最后一位
        // 输出:5

剩下的就不再赘述啦,原理同上


4、字符串转化

1,将数字转字符串:

        String str = String.valueOf(123);
        System.out.println(str);

valueOf能转化的类型有很多:
在这里插入图片描述
这就是重载的好处,不需要设计那么多方法名

2、字符串转数字:

        String str = "123";
        int a = Integer.parseInt(str);
        System.out.println(a);

3,大小写转化:

        String str1 = "love";
        String str2 = "LOVE";
        System.out.println(str1.toUpperCase());
        // 输出:LOVE
        System.out.println(str2.toLowerCase());
        // 输出:love

4,字符串转数组

        String str = "我爱你中国";
        char[] array = str.toCharArray();

5,数组转字符串

        char[] array = {'我','爱','你','中','国'};
        String str = new String(array);

5、字符串替换

        String str = "abababaabab";
        String newStr1 = str.replaceAll('a','b');
        // 将字符 'a' 全部替换为 'b'
        String newStr1 = str.replaceFirst('a','b');
        // 将首个字符 'a' 替换为 'b'
        System.out.println(newStr);
        // 输出:bbababaabab

6、字符串分割

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

1,String[] split (String regex) 将字符串全部拆分

        String str = "I LOVE YOU";
        String[] strs = str.split(" ");
        // 按照空格分割 返回值类型为字符型数组
        for (String newstr : strs) {
        // 遍历数组
            System.out.println(newstr);
        }
// 输出:
// I
// LOVE
// YOU

2,String[] split (String regex, int limit) 将字符串以指定的格式,拆分为 limit

        String str = "I LOVE YOU";
        String[] strs = str.split(" "2);
        // 多了一个参数,表示分割成两组
        for (String newstr : strs) {
        // 遍历数组
            System.out.println(newstr);
        }
// 输出:
// I
// LOVE YOU

注意:
字符" | ", " + ", " . ", " * " 都得加上转义字符,前面加上 " \ "
而如果是 " \ " ,那么就得写成 " \\ "
如果一个字符串中有多个分隔符,可以用 " | " 作为连字符,例如:

        String str = "I-LOVE=YOU";
        String[] strs = str.split("-|=");
        for (String newstr : strs) {
            System.out.println(newstr);
        }
// 输出:
// I
// LOVE
// YOU

7、字符串截取

从一个完整的字符串之中截取出部分内容

1,String substring (int beginIndex) 从指定索引截取到结尾

        String str = "我爱你中国";
        String newstr = str.substring(2);
        // 从2下标位置开始,截取之后的所有字符
        System.out.println(newstr);
        // 输出:你中国

2,String substring (int beginIndex, int endIndex) 截取部分内容

        String str = "我爱你中国";
        String newstr = str.substring(2,3);
        // 从2下标位置开始,截取到3下标位置(不包含3下标)
        System.out.println(newstr);
        // 输出:你

二、字符串的不可变性

为什么说字符串是不可变的呢?

说到字符串的不可变性就要提出“ 常量池 ” 的概念了,这里暂不讲解,随着学习的深入,之后再做分享,现在先简单分析一下:

在这里插入图片描述
可以看到第114行 value 这个数组是被 private final 修饰的,那不可变性是因为 private 还是因为 final 呢?

关于 final:
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

        final int[] array = {1,2,3,4,5};
        array[0] = 10;
        System.out.println(array[0]);
        // 可以改变array指向的对象的值

        array = new int[]{1,2,3,4,5};
        // 报错,不能再改变array的指向

真正使字符串不可变的是因为 private ,把 value 封装起来了,使得value只能在String这个类里面访问,并且String类中没有提供 setter 和 getter 方法,所以不能在String类外范围value

了解即可:
为什么 String 要设计成不可变的?(不可变对象的好处是什么?)
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


三、StringBuilder、StringBuffer

在了解 StringBuilder 和 StringBuffer 之前呢,我们先了解一下字符串拼接

Java提供了使用加号(+)拼接字符串的功能,例如:

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "我爱你";
        str += "中国";
        System.out.println(str);// 输出:我爱你中国
    }
}

但刚刚说过,字符串是不可修改的,所以这种方式的拼接,并不是对str本身进行修改,而是又 new 了不止一个临时对象,所以这种方式的对字符串的拼接,效率十分低下

如何去证明?打开汇编界面可以证明,博主才疏学浅,就不过多展示了,感兴趣的可以自己去查一下,这里只说结论:

    	str += "中国";

这一行代码,实际上是这四行:

        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        stringBuilder.append(str);
        stringBuilder.append("中国");
        str = stringBuilder.toString();

我们知道,双引号括起来的就是一个字符串对象,并且我们摁住 ctrl 点击 toString 方法,就可以看到 toString 方法的返回值处,也 new 了一个对象
在这里插入图片描述
再加上 new 出来的 stringBuilder 对象,可以算出,在 “拼接” 这看似一行代码背后

    	str += "中国";

实际上创建了三个临时对象


所以,如果实在循环当中使用加号对字符串进行拼接,效率可不是一般的低呀,接下来我们就要认识一下 StringBuilder 和 StringBuffer

StringBuilder 和 StringBuffer 对比 String 最直接的区别就是,StringBuilder 和 StringBuffer new出来的字符串是可变的

通过 StringBuilder 的 reverse(逆序)方法就可以证明 StringBuilder 的字符串可变性:

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("我爱你");
        stringBuilder.reverse();
        System.out.println(stringBuilder);// 输出:你爱我
    }
}

这里我们并没有重新重新定义字符串类型的变量,但打印 stringBuilder 的时候却变成了逆序之后的“你爱我”,说明这个字符串本身确实是被修改了

我们还可以通过StringBuilder 的 append(附加)方法再证明一下:

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("我爱你");
//        stringBuilder.reverse();
        stringBuilder.append("中国").append("母亲");
        System.out.println(stringBuilder);// 输出:我爱你中国母亲
    }

这里可以看到,append() 方法甚至可以连续使用

这两个栗子就充分说明了,StringBuilder 实例化出来的对象,调用方法的返回值都是字符串本身(this),所以不会产生临时对象
StringBuffer 同理

Java 中提供的 StringBuilder 和 StringBuffer 这两个类大部分功能是相同的,这两个类有自己的一些方法是 String 类没有的(互补关系),具体在这里不多赘述了,感兴趣的可以自己查一下在线文档

那么这两个类又有什么不同呢?
功能基本都一样,刚刚用 StringBuilder 的代码 StringBuffer 也可以,他俩的区别就是就在于:
说人话:在多线程时,StringBuffer 内置有 “一把锁” ,会相对安全

但是!也不能无脑使用 StringBuffer ,频繁的 “上锁”,“开锁” 的过程也会消耗系统资源的呀,等学习到多线程的时候再做分享~


总结

以上就是今天要讲的关于【String类】的内容,还涉及到了【StringBuilder】【StringBuffer】,主要介绍了 String 类的一些方法,还希望看过本篇的小伙伴们自己练习一下噢

如果本篇对你有帮助,请点赞收藏支持一下,小手一抖就是对作者莫大的鼓励啦🤪🤪🤪


上山总比下山辛苦
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