Java基础关键_011_ String 类与正则表达式（二）

目 录

一、正则表达式

1.说明

2.应用

[3. 相关方法](#3. 相关方法)

[（1）replace(CharSequence target, CharSequence replacement)](#（1）replace(CharSequence target, CharSequence replacement))

[（2）replaceAll(String regex, CharSequence replacement)](#（2）replaceAll(String regex, CharSequence replacement))

[（3）split(String regex)](#（3）split(String regex))

[（4）matches(String regex)](#（4）matches(String regex))

二、常见问题

1.字符串比较

（1）问题1

（2）问题2

（3）问题3

（4）问题4

（5）问题5

（6）问题6

（7）问题7

2.创建对象个数

（1）问题1

（2）问题2

3.空指针异常

三、实例

[1.统计字符串中 大小写字母、数字个数](#1.统计字符串中 大小写字母、数字个数)

2.反转字符串

3.统计子字符串出现次数

4.身份证号信息抽取

5.获取两个字符串中最大相同子串

[四、StringBuffer 与 StringBuilder](#四、StringBuffer 与 StringBuilder)

1.说明

[2.StringBuilder 常用方法](#2.StringBuilder 常用方法)

[（1）append(Type date)](#（1）append(Type date))

[（2）delete(int start, int end)](#（2）delete(int start, int end))

[（3）deleteCharAt(int index)](#（3）deleteCharAt(int index))

[（4）insert(int offset, String str)](#（4）insert(int offset, String str))

[（5）replace(int start, int end, String str)](#（5）replace(int start, int end, String str))

（6）reverse()

[（7）setCharAt(int index, char ch)](#（7）setCharAt(int index, char ch))

[（8）setLength(int newLength)](#（8）setLength(int newLength))

3.效率

（1）String

（2）StringBuilder

（3）StringBuffer

（4）说明

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一、正则表达式

1.说明

1. Java、C 等大部分编程语言都支持正则表达式；
2. 一种用于描述特定模式的表达式，可以匹配、查找、替换文本中与该模式匹配的内容；
3. regular expression ，简称 regex 或 regexp 。

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2.应用

1. 验证输入内容格式是否合规；
2. 文本编辑器中的查找和替换；
3. 数据挖掘和信息提取；
4. 编写 awk、sed、grep 等脚本语言；
5. 处理数据和字符串时性能较高，可在开发 Web 应用程序时使用。

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3. 相关方法

（1）replace(CharSequence target, CharSequence replacement)

将当前字符串中所有的 target 替换为 replacement ，并返回一个新的字符串。

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "使一个人的有限的生命，更加有效，也即等于延长了人的生命。".replace("生命", "life");
        System.out.println(str);    // 输出：使一个人的有限的life，更加有效，也即等于延长了人的life。
    }
}

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（2）replaceAll(String regex, CharSequence replacement)

将当前字符串中所有符合规则的正则表达式的 regex 替换为 replacement 。

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 将字符串中的数字替换为空格
        String str = "q1w2e3r4t5y6u7?!~".replaceAll("\\d", " ");
        System.out.println(str);    // 输出：q w e r t y u ?!~
    }
}

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（3）split(String regex)

将当前字符串以某个正则表达式表示的子字符串进行分割，并返回一个子字符串数组。

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "1945-08-15";
        String[] arr = str.split("-");
        System.out.print("日本无条件投降：");
        for (String s : arr) {
            System.out.print(s + " ");
        }
        // 输出：日本无条件投降：1945 08 15
    }
}

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（4）matches(String regex)

判断当前字符串是否符合正则表达式 regex 。

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        String email = "1233953804@qq.com";
        // 正则表达式
        String emailReg = "^[A-Za-z0-9\\u4e00-\\u9fa5]+@[a-zA-Z0-9_-]+(\\.[a-zA-Z0-9_-]+)+$";
        // 判断是否匹配
        System.out.println(email.matches(emailReg));    // 输出：true
    }
}

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二、常见问题

1.字符串比较

（1）问题1

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "abc";
        String s2 = new String(s1);
        System.out.println(s1 == s2);   // false
        System.out.println(s1.equals(s2));  // true
    }
}

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（2）问题2

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "abc";
        String s2 = "a" + "b" + "c";
        System.out.println(s1 == s2);   // true
        System.out.println(s1.equals(s2)); // true
        // 因为编译阶段就完成初始化
    }
}

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（3）问题3

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "abc";
        String s2 = "a";
        String s3 = s2 + "bc";
        System.out.println(s1 == s3);   // false
        System.out.println(s1.equals(s3)); // true
    }
}

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（4）问题4

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "ab";
        final String s2 = "b";
        String s3 = "a" + s2;
        System.out.println(s1 == s3);   // true
        System.out.println(s1.equals(s3));  // true
    }
}

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（5）问题5

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "ab";
        final String s2 = getB();   // 运行时赋值
        String s3 = "a" + s2;
        System.out.println(s1 == s3);   // false
        System.out.println(s1.equals(s3));  // true
    }

    private static String getB() {
        return "b";
    }
}

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（6）问题6

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "a3";
        String s2 = "a" + 3;
        System.out.println(s1 == s2);   // true
        System.out.println(s1.equals(s2));  // true
    }
}

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（7）问题7

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = new String("abc");
        StringBuilder s2 = new StringBuilder("abc");
        System.out.println(s1.equals(s2));  // false
        // 因为两者类型不一致，所以无法比较
    }
}

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2.创建对象个数

（1）问题1

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 字符串常量池 1 个
        String s1 = "a";
        // 字符串常量池 1 个，堆中 1 个
        String s2 = new String("b");
        // 堆中 2 个，其中一个 StringBuilder 对象，一个 String 对象
        String s3 = s1 + s2;
        // 一共 5 个对象，堆中 3 个，常量池 2 个
    }
}

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（2）问题2

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 字符串常量池 2 个
        // StringBuilder 1 个
        // 堆中Stringr 3 个
        String s = new String("a") + new String("b");
        // 一共 6 个对象
    }
}

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3.空指针异常

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = null;
        String s2 = s1 + null;
        System.out.println(s2); // nullnull
        // 不会出现空指针异常，因为底层会调用 valueOf 方法
    }
}

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三、实例

1.统计字符串中 大小写字母、数字个数

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "I am 123 , I Like World 521 .";
        char[] chars = str.toCharArray();
        int bigCount = 0, smallCount = 0, numberCount = 0;
        for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
            if (chars[i] >= 'A' && chars[i] <= 'Z') {
                bigCount++;
            }
            if (chars[i] >= 'a' && chars[i] <= 'z') {
                smallCount++;
            }
            if (chars[i] >= '0' && chars[i] <= '9') {
                numberCount++;
            }
        }
        System.out.println("大写字母个数：" + bigCount);   // 大写字母个数：4
        System.out.println("小写字母个数：" + smallCount); // 小写字母个数：9
        System.out.println("数字个数：" + numberCount);  // 数字个数：6
    }
}

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2.反转字符串

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "I like you";
        char[] chars = str.toCharArray();
        for (int i = 0; i < chars.length / 2; i++) {
            char temp = chars[i];
            chars[i] = chars[chars.length - 1 - i];
            chars[chars.length - 1 - i] = temp;
        }
        System.out.println(new String(chars));  // uoy ekil I
    }
}

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3.统计子字符串出现次数

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "ABCDAAD";
        int count = 0, index = 0;
        while ((index = str.indexOf("A")) != -1) {
            str = str.substring(index + 1);
            count++;
        }
        System.out.println(count);  // 3
    }
}

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4.身份证号信息抽取

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        String id = "140211202502021224";
        System.out.println("出生年份：" + id.substring(6, 10));  // 出生年份：2025
        System.out.println("出生月份：" + id.substring(10, 12)); // 出生月份：02
        System.out.println("出生日期：" + id.substring(12, 14)); // 出生日期：02
        System.out.println("性别：" + (id.charAt(16) % 2 == 0 ? "女" : "男"));   // 性别：女
    }
}

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5.获取两个字符串中最大相同子串

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
        String s2 = "123abcdefghhhjjjkkklll";
        int maxLen = 0, start = 0;
        for (int i = 0; i < s1.length(); i++) {
            for (int j = 0; j < s2.length(); j++) {
                int sameLen = 0;
                while (i + sameLen < s1.length() && j + sameLen < s2.length() && s1.charAt(i + sameLen) == s2.charAt(j + sameLen)) {
                    sameLen++;
                }
                if (sameLen > maxLen) {
                    maxLen = sameLen;
                    start = i;
                }
            }
        }
        System.out.println(s1.substring(start, start + maxLen));    // 输出：abcdefgh
    }
}

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四、StringBuffer 与 StringBuilder

1.说明

1. 可变长度字符串；

2. 目的是应对频繁进行字符串拼接；

3. jdk 5 新增 StringBuilder ；

4. StringBuffer 线程安全，在不考虑线程安全情况下优先选择 StringBuilder ，效率更高；

5. 在底层是 byte 数组，且没有被 final 修饰。若数组存满，可以创建一个更大的新数组实现扩容，重新指向新数组对象；

6. 优化：在创建 StringBuilder 对象时，预估字符串长度，给定合适的初始化容量，减少底层数组的扩容；

7. StringBuilder 默认初始化容量为 16 ；

8. StringBuilder 扩容策略：从当前容量开始，每次扩容为原来的 2 倍再加 2 。

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2.StringBuilder 常用方法

（1）append(Type date)

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        stringBuilder.append("Hello");
        stringBuilder.append('a');
        stringBuilder.append(99);
        stringBuilder.append(true);
        stringBuilder.append(new Object());
        System.out.println(stringBuilder);  // 输出：Helloa99truejava.lang.Object@4eec7777
    }
}

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（2）delete(int start, int end)

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        stringBuilder.append("Hello");
        stringBuilder.append('a');
        stringBuilder.append(99);
        stringBuilder.append(true);
        stringBuilder.append(new Object());
        System.out.println(stringBuilder);  // 输出：Helloa99truejava.lang.Object@4eec7777
        stringBuilder.delete(2, 6);
        System.out.println(stringBuilder);  // 输出：He99truejava.lang.Object@4eec7777
    }
}

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（3）deleteCharAt(int index)

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        stringBuilder.append("Hello");
        stringBuilder.append('a');
        stringBuilder.append(99);
        stringBuilder.append(true);
        stringBuilder.append(new Object());
        System.out.println(stringBuilder);  // 输出：Helloa99truejava.lang.Object@4eec7777
        stringBuilder.deleteCharAt(3);
        System.out.println(stringBuilder);  // 输出：Heloa99truejava.lang.Object@4eec7777
    }
}

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（4）insert(int offset, String str)

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        stringBuilder.append("Hello");
        stringBuilder.append('a');
        stringBuilder.append(99);
        stringBuilder.append(true);
        stringBuilder.append(new Object());
        System.out.println(stringBuilder);  // 输出：Helloa99truejava.lang.Object@4eec7777
        stringBuilder.insert(5, "World");
        System.out.println(stringBuilder);  // 输出：HelloWorlda99truejava.lang.Object@4eec7777
    }
}

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

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        stringBuilder.append("Hello");
        stringBuilder.append('a');
        stringBuilder.append(99);
        stringBuilder.append(true);
        stringBuilder.append(new Object());
        System.out.println(stringBuilder);  // 输出：Helloa99truejava.lang.Object@4eec7777
        stringBuilder.replace(8, 15, "StringBuilder~");
        System.out.println(stringBuilder);  // 输出：Helloa99StringBuilder~a.lang.Object@4eec7777
    }
}

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（6）reverse()

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        stringBuilder.append("Hello");
        stringBuilder.append('a');
        stringBuilder.append(99);
        stringBuilder.append(true);
        stringBuilder.append(new Object());
        System.out.println(stringBuilder);  // 输出：Helloa99truejava.lang.Object@4eec7777
        stringBuilder.reverse();
        System.out.println(stringBuilder);  // 输出：7777cee4@tcejbO.gnal.avajeurt99aolleH
    }
}

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（7）setCharAt(int index, char ch)

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        stringBuilder.append("Hello");
        stringBuilder.append('a');
        stringBuilder.append(99);
        stringBuilder.append(true);
        stringBuilder.append(new Object());
        System.out.println(stringBuilder);  // 输出：Helloa99truejava.lang.Object@4eec7777
        stringBuilder.setCharAt(0, '5');
        System.out.println(stringBuilder);  // 输出：5elloa99truejava.lang.Object@4eec7777
    }
}

---

（8）setLength(int newLength)

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        stringBuilder.append("Hello");
        stringBuilder.append('a');
        stringBuilder.append(99);
        stringBuilder.append(true);
        stringBuilder.append(new Object());
        System.out.println(stringBuilder);  // 输出：Helloa99truejava.lang.Object@4eec7777
        stringBuilder.setLength(5);
        System.out.println(stringBuilder);  // 输出：Hello
    }
}

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3.效率

（1）String

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        String s = "";
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            s += i;
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("耗时：" + (end - start) + "毫秒");   // 耗时：3347毫秒
    }
}

---

（2）StringBuilder

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        StringBuilder sb = new StringBuilder(100000);
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            sb.append(i);
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("耗时：" + (end - start) + "毫秒");   // 耗时：8毫秒
    }
}

---

（3）StringBuffer

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        StringBuffer sb = new StringBuffer(100000);
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            sb.append(i);
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("耗时：" + (end - start) + "毫秒");   // 耗时：8毫秒
    }
}

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（4）说明

String 拼接中，底层会新建一个 StringBuilder 对象，调用其 append（）方法进行追加。之后在调用 StringBuilder 的 toString（）方法转换为 String 类型，会导致频繁创建 String 对象，效率极低，同时 GC 也面临巨大负荷。