Java String 字符串和相关操作

字符串是由字符组成的不可变的Unicode字符序列。即String对象一旦创建，其内容就不能被修改。String类位于java.lang包中，因此不需要导入即可直接使用。

字符串的创建

字符串可以通过多种方式创建：

字面量创建 ：最常见的方式是通过双引号（"）创建字符串字面量。

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// 字面量创建
String str1 = "Hello, World!";

构造方法创建 ：通过String类的构造方法创建字符串对象。

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// 方式一：通过String类的构造方法创建 - 最简单的方式
String str2 = new String("Hello, World!");
// 方式二：使用字符创建
char[] chars = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};
String str3 = new String(chars);
// 方式三：从字节数组创建
byte[] bytes = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};
String str4 = new String(bytes);
// 方式四：从字节数组的部分范围创建
byte[] moreBytes = {97, 98, 99, 100, 101, 102};
String str5 = new String(moreBytes, 1, 3); // 取从索引1开始的三个字节

字符串特性

不可变性：一旦创建了一个字符串对象，其内容就不能被改变。这意味着每次对字符串进行拼接、替换等操作，都会生成一个新的字符串对象。
字符串池 ：Java中有一项优化机制，即字符串池（String Pool），当创建字符串字面量时，JVM会先检查字符串池中是否存在相同的字符串，如果存在则直接引用，否则将新字符串添加到池中。通过intern()方法可以明确将字符串添加至字符串池。

字符串拼接

由于字符串的不可变性，连接字符串时会创建一个新的字符串对象。

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String part1 = "Java";
String part2 = "Programming";
// 使用加号（+）拼接
String concatenated = part1 + " " + part2;
// 或者使用String.join()方法
String joined = String.join(" ", part1, part2);

数组转字符串： StringBuilder是一个可变的字符序列，它提供了append()方法来高效地拼接字符串。使用StringBuilder可以避免由于字符串不可变性导致的性能问题，特别是在频繁修改字符串内容的情况下。（例如：）

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String[] Strings = {"a", "b", "c", "d", "e", "f", "g", "h,i,j,k"};
// 创建StringBuilder对象
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (String str : Strings) {
    // 使用append()方法拼接字符串
    sb.append(str);
}
// 将StringBuilder对象转换为字符串
String result = sb.toString();

常用方法

字符串操作

length()：返回字符串中的字符数量，即字符串的长度。

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// 创建一个字符串实例
String str = "Hello, World!";

// 使用 length() 方法获取字符串长度
int length = str.length();
System.out.println("str的长度: " + length); // 输出：13

charAt(int index)：返回指定索引位置处的字符。注意，索引是从0开始的。

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// 创建一个字符串实例
String str = "Hello, World!";

// 使用 charAt() 方法获取指定索引位置的字符
char firstChar = str.charAt(0);
System.out.println("str的第一个字符: " + firstChar); // 输出：H

substring(int beginIndex, int endIndex)：返回一个新字符串，它是原字符串的一部分，从指定的beginIndex起始索引（包含）到endIndex结束索引（不包含）。

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// 创建一个字符串实例
String str = "Hello, World!";

// 使用 substring() 方法获取子串
String subString = str.substring(7, 12);
System.out.println("获取子串: " + subString); // 输出：World

concat(String otherString)：将当前字符串与提供的字符串拼接起来，形成一个新的字符串，原字符串不会被改变。

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// 创建一个字符串实例
String str = "Hello, World!";

// 使用 concat() 方法连接两个字符串
String appendedStr = str.concat(", 你好 Java!");
System.out.println("concat连接两个字符串: " + appendedStr); // 输出：Hello, World!, 你好 Java!

replace(CharSequence target, CharSequence replacement)：查找字符串中所有出现的目标序列，并将其替换为给定的新字符串。

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// 创建一个字符串实例
String str = "Hello, World!";

// 使用 replace() 方法替换字符串中的部分字符或子串
String replacedStr = str.replace("World", "Java");
System.out.println("Replaced string: " + replacedStr); // 输出：Hello, Java!

比较

equals(Object obj) 或：比较两个字符串的内容是否相等。区分大小写。

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String str1 = "hello";
String str2 = "hello";
boolean isEqual = str1.equals(str2);
System.out.println(isEqual); // 输出：true

String str3 = "Hello";
boolean isEqualCaseSensitive = str1.equals(str3);
System.out.println(isEqualCaseSensitive); // 输出：false

equalsIgnoreCase(String anotherString)：类似于 equals() 方法，但它在比较时忽略字符的大小写。

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String str1 = "hello";
String str3 = "Hello";
boolean isEqualIgnoreCase = str1.equalsIgnoreCase(str3);
System.out.println(isEqualIgnoreCase); // 输出：true

compareTo(String anotherString)：按照字典顺序比较两个字符串。
- 返回值如果是正数，则表示当前字符串大于另一个字符串；
- 返回值如果为负数，则小于另一个字符串；
- 返回值如果等于0，则表示两者相等；

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String str1 = "apple";
String str2 = "banana";
int comparisonResult = str1.compareTo(str2);
System.out.println(comparisonResult); // 输出：-1 (因为 'a' 到 'b' 的ASCII差值加上后续字符的差异)

String sameStr = "apple";
int sameComparison = str1.compareTo(sameStr);
System.out.println(sameComparison); // 输出：0

startsWith(String prefix)：检查当前字符串是否以指定的前缀开始。

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String sentence = "Hello, world!";
boolean startsWithHello = sentence.startsWith("Hello");
System.out.println(startsWithHello); // 输出：true

boolean notStartsWithGoodbye = sentence.startsWith("Goodbye");
System.out.println(notStartsWithGoodbye); // 输出：false

endsWith(String suffix)：检查当前字符串是否以指定的后缀结束。

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String sentence = "Hello, world!";
boolean endsWithExclamation = sentence.endsWith("!");
System.out.println(endsWithExclamation); // 输出：true

boolean notEndsWithQuestion = sentence.endsWith("?");
System.out.println(notEndsWithQuestion); // 输出：false

查找

indexOf(int ch) ：查找指定字符在字符串中首次出现的索引位置。
- 如果字符在字符串中存在，则返回它在字符串中的索引（位置从 0 开始计数），空格也会被算进来；
- 如果字符不存在于字符串中，则返回 -1。
- ch：这是要查找的字符，以整数形式表示，通常通过 Unicode 编码点（code point）来确定字符。

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String str = "Hello, World!";
char searchChar = 'W';
        
// 使用 int 值来查找字符 'W' 的索引位置
int index = str.indexOf((int) searchChar);

if (index != -1) {
   System.out.println("'" + searchChar + "' 在字符串中的索引位置是: " + index); // 'W' 在字符串中的索引位置是: 7
} else {
  System.out.println("'" + searchChar + "' 不在字符串中");
}

indexOf(String str)：查找指定字符串在当前字符串中首次出现的位置.
- 如果找到，返回值是匹配子串的起始索引；
- 如果找不到匹配的子串，则返回 -1；
- str：要在当前字符串中查找的子字符串。

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// 创建一个字符串
String fullString = "Hello, welcome to the world of Java programming.";

// 定义要查找的子字符串
String searchString = "welcome";

// 使用 indexOf 方法查找子字符串的位置
int index = fullString.indexOf(searchString);

// 输出结果
if (index != -1) {
   System.out.println("'" + searchString + "' 在 '" + fullString + "' 中的位置是: " + index);
} else {
   System.out.println("'" + searchString + "' 在 '" + fullString + "' 中未找到");
}

contains(CharSequence s)：判断字符串是否包含指定的字符序列（CharSequence），区分大小写。如果你想进行不区分大小写的检查，可以先将字符串转换为统一的大写或小写再进行比较。
- CharSequence s：这是一个表示字符序列的接口，它可以是 String 对象或其他实现了 CharSequence 接口的类实例，如 StringBuilder 或 CharBuffer。

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// 创建一个字符串
String fullString = "Hello, welcome to the world of Java programming.";

// 检查字符串是否包含子字符串 "welcome"
boolean containsWelcome = fullString.contains("welcome");

// 输出结果
System.out.println("'welcome' 是否在 '" + fullString + "' 中? " + containsWelcome);

// 检查字符串是否包含子字符串 "C++"
boolean containsCpp = fullString.contains("C++");

// 输出结果
System.out.println("'C++' 是否在 '" + fullString + "' 中? " + containsCpp);

分割与拼接

split(String regex)：根据正则表达式分割字符串，返回字符串数组。
- regex：这是一个正则表达式，用于定义如何分割字符串。例如，. 表示任何字符，\s 表示空白字符，, 表示逗号等。

注意事项：

默认情况下，此方法会尽可能多地进行分割，即贪婪模式。若想限制分割次数，可以使用 split(String regex, int limit) 版本，其中 limit 参数用于指定最大分割片段数。
空字符串作为分隔符不会产生额外的空字符串元素，只有相邻的分隔符才会产生一个空字符串。

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// 示例字符串
String str = "Hello,World,Java,Programming";
        
// 使用逗号作为分隔符进行分割
String[] words = str.split(",");
        
// 输出分割后的子字符串数组
for (String word : words) {
    System.out.println(word);
}

join(CharSequence delimiter, Iterable<? extends CharSequence> elements)：Java 8及以上版本引入的一个便捷方法，用于将一系列字符串（或者实现了 CharSequence 接口的对象）连接成一个单一的字符串，其间用指定的分隔符进行间隔。
- delimiter：这是一个 CharSequence 类型的对象，代表用于分隔各个元素的字符序列。它可以是一个字符串或者其他任何实现了 CharSequence 接口的对象，比如 String、StringBuilder 或 CharBuffer 等。
- elements：这是一个实现了 Iterable 接口的对象，通常是一个集合，如 List<String>、Set<String> 或者数组，它包含了待连接的元素，这些元素必须是 CharSequence 类型或其子类型。

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// 创建一个字符串列表
List<String> fruits = Arrays.asList("Apple", "Banana", "Cherry");

// 使用逗号作为分隔符，将列表中的字符串连接起来
String joinedString = String.join(",", fruits);

// 输出连接后的字符串
System.out.println(joinedString); // 输出：Apple,Banana,Cherry

大小写转换

toLowerCase() 和 toUpperCase()：分别用于将字符串中的字符转换为其小写或大写形式，并返回一个新的字符串。
- 由于在Java中字符串是不可变的，所以这两个方法并不会修改原始字符串，而是创建一个新的字符串对象。

toLowerCase() 方法： 将字符串中的所有大写字母转换为相应的小写字母。

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String str = "Hello, World!";
// 大写转小写
String lowerCaseStr = str.toLowerCase();
System.out.println(lowerCaseStr); // 输出：hello, world!

toUpperCase() 方法： 将字符串中的所有小写字母转换为对应的大写字母。

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String str = "Hello, World!";
// 小写转大写
String upperCaseStr = str.toUpperCase();
System.out.println(upperCaseStr); // 输出：HELLO, WORLD!

其他操作

trim()：删除字符串两端的空白字符（空格、制表符、换行符等）。这个方法不会改变原始字符串，而是返回一个新的字符串，该字符串是原始字符串经过修剪后的结果。

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// 创建一个带有前后空白字符的字符串
String strWithSpaces = "   Hello, World!   ";

// 使用trim()方法去除前后空白
String trimmedStr = strWithSpaces.trim();

// 输出原始字符串和修剪后的字符串
System.out.println("原始字符串: " + strWithSpaces);
System.out.println("修改后的字符串: " + trimmedStr);

getBytes(String charsetName)：将字符串转换为字节数组。
- Java字符串内部采用Unicode编码存储，getBytes() 方法将这些Unicode字符转换为字节序列，具体使用的编码取决于方法的重载形式。

不带参数形式代码示例：

ini 复制代码

String str = "Hello, World!";
byte[] bytes = str.getBytes();
for (byte b : bytes) {
    System.out.print(Integer.toHexString(b & 0xFF) + " ");
}

带参数形式代码示例：

ini 复制代码

String str = "Hello, World!";
try {
    byte[] Bytes = str.getBytes("UTF-8");
    System.out.println(Arrays.toString(Bytes));
} catch (UnsupportedEncodingException e) {
    e.printStackTrace();
}

intern()：将字符串加入到 JVM 的字符串常量池（String Pool）中，返回字符串在字符串池中的引用。
- 字符串常量池是一个特殊的内存区域，用于存储唯一的字符串字面量和通过 intern() 方法加入的字符串对象引用。
- 这样做的主要优点在于节省内存空间，特别是对于重复出现的字符串，可以确保在整个JVM中只有一个实例存在。

方法使用：

当调用 intern() 方法时，如果常量池中已经有了一个与当前字符串内容相同的字符串，则该方法返回常量池中已有字符串的引用。
如果常量池中没有相同内容的字符串，则将当前字符串添加到常量池，并返回常量池中新添加字符串的引用。

代码示例：

ini 复制代码

 // 创建两个内容相同的字符串
String str1 = new String("Java");
String str2 = "Java";

// 不调用intern()方法时，str1和str2指向不同的对象
System.out.println(str1 == str2); // 输出：false

// 调用intern()方法将str1加入常量池
str1 = str1.intern();

// 现在str1和str2指向常量池中同一个字符串对象
System.out.println(str1 == str2); // 输出：true

// 另一个示例，即使字符串是通过字符串拼接产生的
String str3 = new String("Ja") + new String("va");
str3 = str3.intern();
System.out.println(str3 == "Java"); // 输出：tru