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Java（八）——String类

2024-07-03 21:00:07基础资料围观234次

本篇文章分享Java（八）——String类，对你有帮助的话记得收藏一下，看Java资料网收获更多编程知识

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String类

String类

C语言中没有专门的字符串类型，一般使用字符数组或字符指针表示字符串，而字符串的函数需要包含头文件才能使用，这种数据与方法分离的做法不符合面向对象的思想。

Java中提供了String类来表示字符串

String的构造及内存分布

构造

字符串的构造方式主要有三种：

常量串构造
```
String str1 = "hello";
```
直接new String对象
```
String str2 = new String("hello");
```

使用字符数组进行构造

char[] ch = new char[]{'h', 'e', 'l', 'l', 'o'};
String str3 = new String(ch);

内存分布

核心就是 字符串常量池

JDK6及以前，字符串常量池存放在在永久代（内存的永久保存区域）

JDK7之后，字符串常量池存放在堆

字符串常量构造字符串时，Java在字符串常量池中寻找该字符串的内存地址，找到则将地址赋值给变量，如果没有找到，则在常量池开辟空间并将这块空间赋值该字符串，将这块地址赋值给变量。

new构造字符串时，Java先在堆区开辟一块空间，存放String对象，然后在字符串常量池中寻找字符串的内存地址，找到则将该地址的引用传给堆区的对象，如果没有找到，则在常量池开辟空间并将这块空间赋值该字符串，将地址的引用传给堆区的对象，最后，将堆区对象的地址赋值给变量。

如下代码及内存分布：

    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "hello";
        String s2 = "hello";
        String s3 = new String("hello");
        String s4 = new String("hello");
    }

我们在IDEA中观察String的源码：

我们可以看到，String类中包含很多的成员变量，我们仅关注value数组即可，它存放的就是字符串常量池的某个字符串的地址，其内存分布简单表示如下图：

String str1 = new String("hello");

字符串非常重要，我们接下来介绍一下Java中字符串的常用方法。

常用方法

判等

字符串的判等区分两种：

==：判断是否引用同一个对象
boolean equals()：判断字符串的内容是否相等

字符串类型是引用类型，==判断两个字符串的地址，而equals()方法判断两个字符串的内容是否相等（无关地址）

我们看下面一段代码，体会==与equals()的区别：

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        //new了三个不同的对象
        String str1 = new String("hello");
        String str2 = new String("HELLO");
        String str3 = new String("hello");

        System.out.println(str1 == str2);//不同对象的地址不同
        System.out.println(str1 == str3);//不同对象的地址不同
        System.out.println(str1.equals(str2));//两个字符串的内容不同
        System.out.println(str1.equals(str3));//两个字符串的内容相同

        System.out.println("=============");
        str2 = str1;//将引用变量str1的值赋给str2，此时str1和str2指向同一个对象

        System.out.println(str1 == str2);//指向同一个对象后，地址相同
        System.out.println(str1.equals(str2));//指向同一个对象，内容自然也相同
    }
}

打印观察：

我们再来看一段代码：

    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "hello";
        String str2 = "HELLO";
        String str3 = "hello";
        
        System.out.println(str1 == str2);//直接指向了字符串常量池的不同字符串，地址当然不同
        System.out.println(str1 == str3);//直接指向了字符串常量池的同一字符串，地址相同
        System.out.println(str1.equals(str2));//内容不同
        System.out.println(str1.equals(str3));//内容相同

        System.out.println("=============");
        str2 = str1;

        System.out.println(str1 == str2);
        System.out.println(str1.equals(str2));
    }

打印结果是：

前后两次区别在于构造字符串的方式不同，第一次是使用new构造，第二次是直接使用常量串构造；

第一次不同对象指向字符串常量池的同一地址，==结果是false；而第二次相同的常量串构造，==结果是true，这刚好验证了我们上面介绍的内存分布情况。

比较

如下两种：

int compareTo()
int compareToIgnoreCase()

【compareTo】

前面介绍的equals()的返回值是boolean类型且只能判断是否相等，而compareTo()返回值是int类型，不同的比较结果返回不同特征的值。

compareTo()的比较规则如下：

先按照字典序大小依次比较，如果出现不等的字符，直接返回两个字符的大小差值
如果前n个字符都相等（n为要比较的两个字符串的长度较小值），返回两个字符串长度差值
按照上面的比较规则，如果>就返回一个正数；如果<就返回一个负数；如果==就返回0

例如：

    public static void main(String[] args) {

        String s1 = new String("hello");
        String s2 = new String("Hello");
        String s3 = new String("zero");
        String s4 = new String("hello");

        System.out.println(s1.compareTo(s2));//第一个字符'h'与'H'比较，'h' > 'H',所以返回正值
        System.out.println(s1.compareTo(s3));//第一个字符'h'与'z'比较，'h' < 'z'，所以返回负值
        System.out.println(s1.compareTo(s4));//所有字符依次比较，全部相等，返回0
    }

【compareToIgnoreCase】

与compareTo()的区别是，compareToIgnoreCase()比较时忽略大小写，如：

    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "HELLO";
        String s2 = "hello";

        System.out.println(s1.compareTo(s2));
        System.out.println(s1.compareToIgnoreCase(s2));
    }

注意：

compareTo()和compareToIgnoreCase()比较时的主体都是调用方法的那个字符串而非传入的参数

查找

char charAt()

int indexOf()及其重载方法

int lastIndexOf()及其重载方法

【charAt】

给charAt()方法传入一个int类型的值，这个值即下标值，它将返回指定下标位置的字符（char类型）

    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "hello";
        System.out.println(s1.charAt(0));
        System.out.println(s1.charAt(1));
        System.out.println(s1.charAt(2));
        System.out.println(s1.charAt(3));
        System.out.println(s1.charAt(4));
    }

【indexOf及其重载方法】

int indexOf(int ch)：返回 ch 第一次出现的位置，没有则返回 -1

    public static void main(String[] args) {
        String s1 = new String("hello");

        System.out.println(s1.indexOf('h'));
        System.out.println(s1.indexOf('l'));
        System.out.println(s1.indexOf('i'));
    }

int indexOf(int ch, int fromIndex)：从fromIndex（下标值）位置开始找，返 ch 第一次出现的位置，没有找到则返回 -1

    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "abcabcdabcde";

        System.out.println(s1.indexOf('c', 4));
        System.out.println(s1.indexOf('f', 0));
    }

int indexOf(String str)：返回 str 第一次出现的位置，没有找到则返回 -1

    public static void main(String[] args) {
        String s1 = new String("hello");

        System.out.println(s1.indexOf("ll"));
        System.out.println(s1.indexOf("lll"));
    }

int indexOf(String str, int fromIndex)：从fromIndex（下标值）的位置开始找，返回 str 第一次出现的位置，没有则返回 -1

    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "abcabcdabcde";
        System.out.println(s1.indexOf("abc", 4));
        System.out.println(s1.indexOf("abcf", 2));
    }

【lastIndexOf】

与前面indexOf()的区别是：查找方向不同，lastIndexOf()从后往前找

4种方式：

int lastIndexOf(int ch)：从后往前找，返回 ch 第一次出现的位置，没有则返回 -1；
int lastIndexOf(int ch, int fromIndex)：从fromIndex的位置开始从后往前找，返回 ch 第一次出现的位置，没有则返回 -1；
int lastIndexOf(String str)：从后往前找，返回 str 第一次出现的位置，没有则返回 -1；
int lastIndexOf(String str, int fromIndex)：从fromIndex的位置开始从后往前找，返回 str 第一次出现的位置，没有则返回 -1；

    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "hello";
        String s2 = "abcabcdabcde";

        System.out.println(s1.lastIndexOf('l'));
        System.out.println(s1.lastIndexOf('l', 2));
        System.out.println(s2.lastIndexOf("abc"));
        System.out.println(s2.lastIndexOf("abc", 6));
    }

转化

转化部分介绍：

数值和字符串转化
大小写转化
字符串转数组
格式化

【数值和字符串转化】

数值转化为字符串：

String String.valueOf()

字符串转化为数值：

包装类对应类型包装类.valueOf(String str)

当然不是所有的转化都会成功

注意：需要使用类名调用valueOf()方法，这是因为valueOf()方法被static修饰

    public static void main(String[] args) {
        String s1 = String.valueOf(123);
        int i1 = Integer.valueOf("123");
        int i2 = Integer.parseInt("123");
        int i3 = Integer.valueOf("123");
        double d1 = Double.valueOf("12.2");
        System.out.println(s1);
        System.out.println(i1);
        System.out.println(i2);
        System.out.println(i3);
        System.out.println(d1);
    }

上图中穿插了一个parseInt()方法，其与valueOf()没有差别，观察valueOf()方法：

发现，valueOf()底层就调用了parseInt()方法

【大小写转化】

转大写：

String toUpperCase()

转小写

String toLowerCase()

public static void main(String[] args) {
    String s1 = "hello";
    String s2 = s1.toUpperCase();
    System.out.println(s2);
    System.out.println(s2.toLowerCase());
}

【字符串转数组】

char[] toCharArray()

    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "hello";
        char[] chars = s1.toCharArray();

        for (char tmp : chars) {
            System.out.println(tmp);
        }
    }

【格式化】

String format()

需要了解占位符的知识，Java较少使用，但学过C语言的应该不陌生

    public static void main(String[] args) {
        String s1 = String.format("%d-%d-%d", 2024, 5, 31);
        System.out.println(s1);
    }

替换

String replace()

String replaceAll(String regex, String replacement)：替换所有指定内容

String replaceFirst(String regex, String replacement)：替换首个指定内容

    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "hello";
        String s2 = s1.replace('l', 'o');
        String s3 = s1.replace("ll", "oo");
        String s4 = s1.replaceAll("l", "o");
        String s5 = s1.replaceFirst("ll", "oo");
        
        System.out.println(s2);
        System.out.println(s3);
        System.out.println(s4);
        System.out.println(s5);
    }

拆分

String[] split(String regex)：以regex为分割符拆分字符串，返回一个字符串数组

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

【String[] split(String regex)：以regex为分割符拆分字符】

    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "hello world!";
        String[] strings1 = s1.split(" ");
        for (String tmp : strings1) {
            System.out.print(tmp + " ");
        }
        //换行
        System.out.println();
        //检验分割后返回的数组
        System.out.println(Arrays.deepToString(strings1));
    }

如果有多个分割符可以使用|，如：

public static void main(String[] args) {
    String s1 = "I am@OK!";
    String[] strings = s1.split(" |@");
    System.out.println(Arrays.deepToString(strings));
}

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

    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "i am a bit";
        String[] strings = s1.split(" ", 2);//仅被分为两组
        System.out.println(Arrays.deepToString(strings));
    }

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

字符|、*、,、+、.都得加上转义字符，即\\
如果想以\为分割符，就得写成\\\\；单独的\不能出现在字符串中，必须以\\表示\
如果一个字符串中有多个分割符，可以使用|作为连字符，上面演示过了

    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "2024.5.31";
        String[] strings1 = s1.split("\\.");
        System.out.println(Arrays.deepToString(strings1));

        String s2 = "2024+5+31";
        strings1 = s2.split("\\+");
        System.out.println(Arrays.deepToString(strings1));

        String s3 = "2024\\5\\31";
        strings1 = s3.split("\\\\");
        System.out.println(Arrays.deepToString(strings1));
    }

截取

String substring(int beginIndex)：从beginIndex下标位置截取到结尾

String substring(int beginIndex, int endIndex)：从beginIndex下标位置截取到endIndex - 1下标位置，也就是说[beginIndex, endIndex)

    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "hello world!";
        String s2 = s1.substring(6);
        System.out.println(s2);

        String s3 = s1.substring(6, 11);
        System.out.println(s3);
    }

【补充】

String trim()：去掉字符串中的左右空格，保留中间空格

    public static void main(String[] args) {
        String s1 = new String("  hello world   ");
        String s2 = s1.trim();
        System.out.println(s2);
    }

字符串的不可变性

String是一种不可变对象。字符串不可修改，我们从String类源码观察：

如图：

第一个final表示String类不能被继承；
第二个final表示value不能指向新的对象，但是其内容可以改变，我们可以验证这一点：

    public static void main(String[] args) {
        final String[] strings = new String[]{"hello", " world", "!"};
        //修改内容，不报错
        strings[1] = "bit";
        
        //修改strings指向的对象,报错！
        strings = new String[10];
    }

真正决定String不可被修改的是蓝框里的private修饰符，value被private修饰，意味着value只能在当前的String类中使用，而String类没有提供value的get和set方法，所以我们没有办法拿到value值，自然就不能修改字符串了。反过来，只要给value提供get和set方法，我们就可以修改字符串了。

基于字符串的不可变性，我们补充一点注意点：

上面我们介绍的所有的方法，都不是在原字符串上进行操作的，都是重新创建了一个新的字符串返回

【字符串的追加（拼接）操作】

使用+即可

    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "hello";
        String s2 = s1 + " world";
        System.out.println(s2);
    }

此操作容易被误认为修改了字符串，其实并不是。

这段代码实际上如此：

    public static void main(String[] args) {
        
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        stringBuilder.append("hello");
        stringBuilder.append(" world");
        String s2 = stringBuilder.toString();
        System.out.println(s2);
    }

并不是在原字符串上修改的，而是使用了StringBuilder类，这是个什么类呢？我们接下来讲！

StringBuilder和StringBuffer

Java中字符串的不可变性使得字符串的操作要不断地new新的对象，使得便捷性与效率并不理想。

为了方便字符串的修改，Java提供了StringBuilder和StringBuffer两个类，String调用这两个类的构造方法或append方法即可实现转化，这两个类中有非常多的操作字符串的方法（包含String类方法并比String类更丰富），如上面展示过的append()追加方法、reverse()反转方法，调用这些方法时无需创建新对象，直接在它们的类对象上操作即可，若要转换成字符串，只需调用toString()方法并接收即可。

我们演示一下：

    public static void main(String[] args) {
        //创建StringBuilder类对象
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("hello");
        //直接操作
        stringBuilder.reverse();
        //转换为字符串
        String str = stringBuilder.toString();
        //打印
        System.out.println(stringBuilder);
        System.out.println(str);
    }

以后我们想要对字符串执行追加操作时，要尽量使用StringBuilder或StringBuffer两个类的追加方法，它们的运行效率更高！

StringBuilder、StringBuffer类与String类最大的区别就是String类的内容无法修改，而StringBuilder、StringBuffer的内容可以修改。

【StringBuilder与StringBuffer的区别】

StringBuffer采用同步处理，属于线程安全操作，用于保障多线程安全
StringBuilder未采用同步处理，属于线程不安全操作，用于单线程

那么，我们以后都使用StringBuffer?

不是的。虽然StringBuffer可以保证多线程安全，但是相比StringBuilder多了一把"锁"，“开锁” 和 “上锁” 也是会有损耗的，其效率会较低。对于现在的我们，只需要记住，具体场景具体分析，合理选择。

以上就是对 String类的所有介绍了
接下来就是异常了，异常结束后，JavaSE的语法部分就基本结束了，后续会将所有的知识整合在一起，发一篇SE语法全集！

文章来源:https://blog.csdn.net/xiaokuer_/article/details/139379515
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String的构造及内存分布

构造

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常用方法

判等

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转化

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截取

字符串的不可变性

StringBuilder和StringBuffer

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