Java字符串的处理

StringBuilder、StringBuffer 和 String 是 Java 中处理字符串的三种主要方式，每种有不同的特点和适用场景。让我们逐个详细了解它们的区别、作用及使用方法。

1. String

• 特性 ：String 是不可变类（immutable），一旦创建就不能更改。如果对字符串进行修改操作，例如拼接、截取、替换等操作，都会产生新的字符串对象，并且旧的对象仍然保留在内存中，直到被垃圾回收。
• 作用 ：String 通常用于存储和操作不经常变化的字符串数据，如静态文本、标签、用户输入等。
• 使用场景 ：
  • 当字符串内容不频繁变化时适合使用 String，例如拼接少量字符串。
  • 因为不可变特性，String 对多线程是天然安全的，不会受到并发修改的影响。

示例代码：

String str = "Hello";
str += " World";  // 会创建新的字符串对象 "Hello World"
System.out.println(str);  // 输出 "Hello World"

2. StringBuffer

• 特性 ：StringBuffer 是可变类（mutable），它在修改时不会创建新的对象。适合需要频繁修改字符串的场景。StringBuffer 是线程安全的，每个方法都加了 synchronized 关键字，保证在多线程环境下的安全性。
• 作用 ：在多线程环境中需要频繁操作字符串时，StringBuffer 是更合适的选择。
• 使用场景 ：
  • 当多个线程可能会同时操作同一字符串时使用 StringBuffer。
  • 在需要大量拼接字符串且要求线程安全的场景下，如在 append、insert 等操作中使用。

示例代码：

StringBuffer sb = new StringBuffer("Hello");
sb.append(" World");
System.out.println(sb.toString());  // 输出 "Hello World"

3. StringBuilder

• 特性 ：StringBuilder 也是可变类，与 StringBuffer 的用法基本相同，适合频繁修改字符串内容的场景。但与 StringBuffer 不同的是，StringBuilder 不是线程安全的，因此在单线程环境中，StringBuilder 的性能更高。
• 作用 ：在单线程环境下，StringBuilder 可以替代 StringBuffer，提供更高的性能。
• 使用场景 ：
  • 单线程环境下，频繁修改字符串的场合使用 StringBuilder。
  • 推荐在需要拼接大量字符串且不涉及多线程的场景中使用 StringBuilder。

示例代码：

StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello");
sb.append(" World");
System.out.println(sb.toString());  // 输出 "Hello World"

总结对比

特性	String	StringBuffer	StringBuilder
是否可变	不可变	可变	可变
线程安全	是	是	否
性能	最低	中等	最高（单线程情况下）
使用场景	少量字符串修改	多线程环境中大量字符串修改	单线程环境中大量字符串修改

使用建议

• 使用 String：当字符串内容不会发生变化时，比如定义常量或少量拼接。
• 使用 StringBuffer：在多线程环境中频繁修改字符串时，确保线程安全。
• 使用 StringBuilder：在单线程环境中频繁修改字符串，追求更高的性能。

1. String 的常用方法

由于 String 是不可变的，每次修改都会返回一个新对象。以下是常用方法：

1.1 charAt(int index)

获取指定位置的字符。

String str = "Hello";
char ch = str.charAt(1);  // 'e'

1.2 concat(String str)

拼接字符串，返回一个新的字符串。

String str1 = "Hello";
String str2 = str1.concat(" World");  // "Hello World"

1.3 substring(int beginIndex, int endIndex)

截取字符串的子串，返回新字符串。

String str = "Hello World";
String subStr = str.substring(0, 5);  // "Hello"

1.4 toUpperCase() / toLowerCase()

转换为大写或小写，返回新字符串。

String str = "Hello World";
String upper = str.toUpperCase();  // "HELLO WORLD"

1.5 replace(char oldChar, char newChar)

替换字符，返回新的字符串。

String str = "Hello";
String newStr = str.replace('H', 'Y');  // "Yello"

2. StringBuffer 的常用方法

StringBuffer 是可变的，支持在原对象上修改字符串。以下是一些常见的方法：

2.1 append(String str)

在末尾添加字符串，修改原对象。

StringBuffer sb = new StringBuffer("Hello");
sb.append(" World");  // 修改后变为 "Hello World"

2.2 insert(int offset, String str)

在指定位置插入字符串。

StringBuffer sb = new StringBuffer("Hello World");
sb.insert(5, ",");  // 修改后变为 "Hello, World"

2.3 replace(int start, int end, String str)

替换指定范围内的内容。

StringBuffer sb = new StringBuffer("Hello World");
sb.replace(6, 11, "Java");  // 修改后变为 "Hello Java"

2.4 delete(int start, int end)

删除指定范围内的字符。

StringBuffer sb = new StringBuffer("Hello World");
sb.delete(5, 11);  // 修改后变为 "Hello"

2.5 reverse()

将字符串内容反转。

StringBuffer sb = new StringBuffer("Hello");
sb.reverse();  // 修改后变为 "olleH"

3. StringBuilder 的常用方法

StringBuilder 与 StringBuffer 方法相同，但不加锁，适合单线程场景。以下列举常用方法：

3.1 append(String str)

在末尾添加字符串。

StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello");
sb.append(" World");  // 修改后变为 "Hello World"

3.2 insert(int offset, String str)

在指定位置插入字符串。

StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello World");
sb.insert(5, ",");  // 修改后变为 "Hello, World"

3.3 replace(int start, int end, String str)

替换指定范围的内容。

StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello World");
sb.replace(6, 11, "Java");  // 修改后变为 "Hello Java"

3.4 delete(int start, int end)

删除指定范围的字符。

StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello World");
sb.delete(5, 11);  // 修改后变为 "Hello"

3.5 reverse()

将字符串内容反转。

StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello");
sb.reverse();  // 修改后变为 "olleH"