Java——String类详解

该文章方法预览：

1.常用方法

1.1字符串构造

常用的三种构造方式：

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

        //直接newString对象
        String s2 = new String("world");

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

    }

tips：

1.String是引用类型，内部不存储字符串本身，如下代码：

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

调试后发现s1中有四个变量，我们只需关心其中value的值

实例化演示图如下：

s1和s2引用的是不同对象，s1和s3引用的是同一对象

2.在Java中，双引号" "引起来的也是String类型，如下：

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

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1.2 String对象的比较

1. == 比较是否引用了同一个对象

tip：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

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

        System.out.println(s1 == s2);
        System.out.println(s2 == s3);
        System.out.println(s1 == s4);
    }

运行结果：

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中的equals方法，Object中equals默认按照 == 比较，String重写equals方法后，按照如下规则进行比较：

    public boolean equals(Object anObject) {
        // 1. 先检测this 和 anObject 是否为同一个对象比较，如果是返回true
        if (this == anObject) {
            return true;
        }

        // 2. 检测anObject是否为String类型的对象，如果是继续比较，否则返回false
        if (anObject instanceof String) {
            // 将anObject向下转型为String类型对象
            String anotherString = (String) anObject;
            int n = value.length;

            // 3. this和anObject两个字符串的长度是否相同，是继续比较，否则返回false
            if (n == anotherString.value.length) {
                char v1[] = value;
                char v2[] = anotherString.value;
                int i = 0;

                // 4. 按照字典序，从前往后逐个字符进行比较
                while (n-- != 0) {
                    if (v1[i] != v2[i])
                        return false;
                    i++;
                }
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

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

        //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
        System.out.println(s1.equals(s2));
        
        //s1与s3引用的不是同一个对象，且两个对象中放置内容也不同，因此输出false
        System.out.println(s1.equals(s3));
    }

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

与equals方法不同的是，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n个字符相等（n为两个字符长度最小值），返回值两个字符串的长度差值

    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.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n个字符完全相同，输出长度差值-3
    }

4. int compareTolgnoreCase(String s) 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));//忽略大小写，相同输出0
        System.out.println(s1.compareToIgnoreCase(s4));//前n个字符完全相同，输出长度差值-3
    }

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1.3 字符串查找

    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：

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1.4 转化

1. 数值和字符串转化

    public static void main(String[] args) {
        //数字转字符串
        String s1 = String.valueOf(1234);
        String s2 = String.valueOf(3.14);
        String s3 = String.valueOf(true);
        String s4 = String.valueOf(new Student("zhangsan",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
        int data1 = Integer.parseInt("1234");
        double data2 = Double.parseDouble("3.14");
        System.out.println(data1);
        System.out.println(data2);
    }

其中将对象变为字符串的过程称为序列化

而将字符串变为对象的过程称为反序列化

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());
    }

tip：转换的字符串中不能含有除字母外其他符号

3. 字符串转数组

    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "hello";
        //字符串转数组
        char[] ch = s1.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);
    }

4. 格式化

    public static void main(String[] args) {
        String s = String.format("%d-%d-%d",2024,5,20);
        System.out.println(s);//运行结果：2024-5-20
    }

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1.5 字符串替换

使用一个指定的新字符串替换掉已有的字符串数据，可用方法如下：

示例：

    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：

tips：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

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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：

示例：

字符串全部拆分：

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

/*
运行结果：
hello
world
hello
haha
*/

字符串部分拆分：

    public static void main(String[] args) {
        String str = "hello world hello haha";
        String[] result = str.split(" ",2);//按照空格拆分为两部分
        for(String s : result) {
            System.out.println(s);
        }
    }

/*
运行结果：
hello
world hello haha
*/

tip：有些特殊字符作为分隔符可能无法正确拆分，需要加上转义，如拆分IP地址：

    public static void main(String[] args) {
        String str = "192.168.1.1";
        String[] result = str.split("\\.");//需加转义字符
        for(String s : result) {
            System.out.println(s);
        }
    }

tips：

1. 字符**"|" "*" "+"** 前都需加转义字符 "\\"
2. 如果是 "\" 那就要写成 "\\\\"
3. 如果一个字符串中有多个分隔符，可以用**"|"** 作为连字符

示例：多次拆分

    public static void main(String[] args) {
        String str = "name=zhangsan&age=18";
        String[] result = str.split("&");
        for (int i = 0; i < result.length; i++) {
            String[] temp = result[i].split("=");
            System.out.println(temp[0] + " = " + temp[1]);
        }
    }

/*
运行结果：
name = zhangsan
age = 18
*/

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1.7 字符串截取

从一个完整的字符串中截取部分内容，可用方法如下：

示例：

    public static void main(String[] args) {
        String str = "helloworld";
        System.out.println(str.substring(5)); //从下标位置截取到结尾
        System.out.println(str.substring(0,5));//从0下标位置截取到下标5之前，不包含5坐标
    }

/*
运行结果：
world
hello
*/

tip：Java中大部分带有区间的规则都是左闭右开

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1.8 其他操作方法

示例：

trim()方法会去掉字符串开头和结尾的空白字符（空格、换行符、制表符等）

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

/*
运行结果：
[   hello world   ]
[hello world]
*/

大小写转换：

    public static void main(String[] args) {
        String str = "   hello%$$%@#$%world 哈哈哈  ";
        System.out.println(str.toUpperCase());
        System.out.println(str.toLowerCase());
    }

/*
tip：这两个函数只转换字母
运行结果：
   HELLO%$$%@#$%WORLD 哈哈哈  
   hello%$$%@#$%world 哈哈哈 
*/

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1.9 字符串的不可变性

String是一种不可改变的对象，字符串中的内容是不可改变的，原因如下：

我们看String的源码：

我们可以看出String类中的字符实际保存在内部维护的value字符数组中

其中第一个final表明该类不可被继承，不是String不可改变的原因

第二个final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，不是String不可改变的原因

String不可改变的真正原因是因为第三点，它由private所修饰，只能在当前类中使用，且并未提供任何get、set方法，因此无法在类外任何地方改变字符串内容

因此只要涉及到String类型的转变，都不是在原有的字符串上进行的修改，而是会产生一个新对象

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1.10 字符串修改

tip：尽量避免直接对String类型对象进行修改，因为String类不能修改，所有的修改都会创建新对象，效率非常低，示例如下：

    public static void main(String[] args) {
        long start = System.currentTimeMillis();//获取毫秒级时间戳
        String s = "";
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            s += i;
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end - start);

        start = System.currentTimeMillis();
        StringBuffer sbf = new StringBuffer("");
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            sbf.append(i);
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end - start);

        start = System.currentTimeMillis();
        StringBuilder sbd = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            sbd.append(i);
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end - start);
    }

/*
运行结果：
85
0
0
*/

通过运行结果可以看出在对String类进行修改时，效率是非常慢的，因此要尽量避免对String的直接修改，如果要修改建议尽量使用 StringBuffer 和 StringBuilder