Java String 类五大常用方法全解析，你真的会用吗？

《Java零基础教学》是一套深入浅出的 Java 编程入门教程。全套教程从Java基础语法开始，适合初学者快速入门，同时也从实例的角度进行了深入浅出的讲解，让初学者能够更好地理解Java编程思想和应用。

本教程内容包括数据类型与运算、流程控制、数组、函数、面向对象基础、字符串、集合、异常处理、IO 流及多线程等 Java 编程基础知识，并提供丰富的实例和练习，帮助读者巩固所学知识。本教程不仅适合初学者学习，也适合已经掌握一定 Java 基础的读者进行查漏补缺。

前言

大家好！我是不熬夜崽崽，相信每个 Java 开发者在工作中都会频繁地处理字符串。无论是处理用户输入、解析文件内容，还是在后台处理数据，String 类总是我们避不开的对象。在今天的文章里，我将会带大家深入了解 Java 中 String 类的几个常用方法，分别是：length()、charAt()、substring()、contains() 和 toUpperCase()。虽然这些方法看起来简单，但它们的应用范围可广泛得让人咋舌。如果你是 Java 开发小白或者希望加深对这些方法的理解，那么这篇文章绝对能帮到你！

摘要

在 Java 中，字符串处理几乎是每个项目都会涉及的基础操作。String 类是 Java 核心库的一部分，它提供了多种方法来帮助我们高效地操作和处理字符串。本文将围绕五个常用的 String 类方法进行详细分析，分别是：length() 获取字符串长度，charAt() 获取指定位置的字符，substring() 截取字符串，contains() 判断字符串是否包含指定子串，以及 toUpperCase() 将字符串转为大写。每个方法都将通过具体的案例进行演示，并附上性能分析与使用场景，希望能为屏幕前的你提供一些实用的技巧和思路。

简介

String 类是 Java 中最常用的类之一。它是一个不可变的对象，这意味着一旦创建，字符串内容就不能再更改。尽管如此，Java 通过提供丰富的 API 来方便我们对字符串进行各种操作。接下来，我们将详细探讨以下几个方法，这些方法对于日常开发非常实用：

• length()：返回字符串的长度。
• charAt()：返回指定位置的字符。
• substring()：从字符串中提取子字符串。
• contains()：判断字符串是否包含某个指定的子串。
• toUpperCase()：将字符串转为大写。

掌握这些方法，不仅能让我们更高效地处理字符串，也能为后续的开发打下坚实的基础。

概述

1. length()

length() 方法返回字符串的长度（即字符串中字符的个数）。这个方法最常用于判断一个字符串的有效长度，或者在字符串操作时作为循环的条件。

示例代码：

String str = "Hello, Java!";
int length = str.length();
System.out.println("字符串长度: " + length);  // 输出：12

解释 ：返回字符串 str 的字符个数。

2. charAt()

charAt(int index) 方法返回字符串中指定位置的字符。需要注意的是，字符串的索引是从 0 开始的。如果索引超出了字符串的范围，将抛出 StringIndexOutOfBoundsException 异常。

示例代码：

String str = "Hello";
char ch = str.charAt(1);
System.out.println("第二个字符: " + ch);  // 输出：e

解释 ：返回字符串 str 中索引为 1 的字符。

3. substring()

substring(int beginIndex) 方法返回从指定位置开始到字符串结尾的子字符串；substring(int beginIndex, int endIndex) 返回从 beginIndex 到 endIndex（不包括 endIndex）的子字符串。

示例代码：

String str = "Hello, Java!";
String subStr = str.substring(7, 11);
System.out.println("截取的子字符串: " + subStr);  // 输出：Java

解释 ：返回从索引 7 到 11 的子字符串，结果为 "Java"。

4. contains()

contains(CharSequence sequence) 方法检查当前字符串是否包含指定的字符序列。如果包含，返回 true；否则，返回 false。

示例代码：

String str = "Hello, Java!";
boolean contains = str.contains("Java");
System.out.println("是否包含 'Java': " + contains);  // 输出：true

解释 ：检查字符串 str 是否包含 "Java" 子串。

5. toUpperCase()

toUpperCase() 方法将字符串转换为大写形式，并返回一个新的字符串。由于 String 是不可变的，原字符串本身并没有被修改。

示例代码：

String str = "Hello, Java!";
String upperStr = str.toUpperCase();
System.out.println("大写字符串: " + upperStr);  // 输出：HELLO, JAVA!

解释 ：返回字符串 str 的大写形式。

核心源码解读

Java 中的 String 类方法实现得相当高效。比如：

• length() 方法其实是返回 String 类内部存储的一个整数值，这个值在字符串创建时就已经被确定。
• charAt() 方法通过数组索引来获取指定位置的字符，时间复杂度为 O(1)。
• substring() 方法通过创建新的字符串对象来实现字符串的截取，因此需要注意内存的开销。
• contains() 方法内部使用 indexOf() 来检查子串是否存在，时间复杂度为 O(n)。
• toUpperCase() 方法会遍历字符串中的每个字符并将其转换为大写，这也是一个线性时间复杂度的操作。

案例分析

假设我们正在开发一个简单的文本处理工具，我们需要处理用户输入的文本，进行一些基本的操作，比如检查文本长度、获取某个字符、截取指定部分、判断是否包含特定的关键字以及将文本转换为大写。通过这些常用方法，我们可以轻松实现这些功能。

示例代码

接着，我给大家展示下，结合理论与实战给大家把知识点讲透，案例代码如下：

/**
 * @Author wf
 * @Date 2025-04-13 18:30
 */
public class StringMethodsDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String inputText = "hello, this is a secret message!";

        // 1. 判断文本长度
        System.out.println("文本长度: " + inputText.length());

        // 2. 获取第一个字符
        System.out.println("第一个字符: " + inputText.charAt(0));

        // 3. 截取 "secret" 这部分内容
        String secret = inputText.substring(17, 23);
        System.out.println("截取的秘密部分: " + secret);

        // 4. 检查是否包含 "secret" 这个词
        System.out.println("是否包含 'secret': " + inputText.contains("secret"));

        // 5. 将文本转换为大写
        String upperText = inputText.toUpperCase();
        System.out.println("大写文本: " + upperText);
    }
}

输出预期结果

根据如上所给代码案例，预期输出结果如下：

文本长度: 32
第一个字符: h
截取的秘密部分: secret
是否包含 'secret': true
大写文本: HELLO, THIS IS A SECRET MESSAGE!

结果运行展示

如上案例结果运行展示如下，仅供参考：

可以看到，与预期输出结果是不是一致？完全是一致的，证明代码层面无误。

代码解析

根据如上我所给出的案例demo，着重进行代码解析，希望能够辅助大家理解。案例代码展示了如何使用 Java 的 String 类的一些常见方法来处理字符串。下面是每个方法的详细解析，仅供参考：

1. inputText.length()

   这个方法返回字符串的长度，即文本中字符的个数。在代码中，它输出了字符串 "hello, this is a secret message!" 的长度。

2. inputText.charAt(0)
charAt(int index) 方法返回指定位置（索引）上的字符。索引从 0 开始，因此 charAt(0) 返回第一个字符，也就是 "h"。

3. inputText.substring(17, 23)
substring(int startIndex, int endIndex) 方法截取从 startIndex 到 endIndex（不包含 endIndex）之间的子字符串。在这个例子中，截取的是 "secret" 这部分内容，起始索引是 17，结束索引是 23。

4. inputText.contains("secret")
contains(CharSequence sequence) 方法检查指定的子字符串是否存在于当前字符串中。如果存在返回 true，否则返回 false。在这个例子中，检查 "secret" 是否在 inputText 中，结果是 true。

5. inputText.toUpperCase()
toUpperCase() 方法将整个字符串转换为大写形式。代码中将输入的文本 "hello, this is a secret message!" 转换为大写。

总结来说，案例代码给大家展示了字符串的基本操作：获取长度、访问特定字符、截取子字符串、检查包含关系，以及转换大小写。每个方法的输出都有助于理解如何使用 String 类的常用功能。

应用场景演示

这些方法在实际开发中应用极为广泛。例如：

• length() 可用于验证用户输入是否合法，如密码长度是否符合要求。
• charAt() 可用来检查某个字符是否出现在字符串中，例如，判断密码中是否包含特殊字符。
• substring() 常用于从文本中提取关键信息，如从日志中提取时间戳或从 URL 中提取参数。
• contains() 可用于过滤包含特定词语的内容，例如，检查文章是否包含某些敏感词。
• toUpperCase() 在需要将用户输入统一格式化时非常有用，比如处理电子邮件地址或用户名时的大小写敏感问题。

优缺点分析

优点：

• 简洁高效：这些方法的使用非常直观，代码简洁，开发效率高。
• 普适性强：这些方法涵盖了字符串操作的常见需求，适用于各种场景。
• 性能可靠 ：对于常见的小规模字符串操作，Java 的 String 方法执行速度较快。

缺点：

• 不可变性带来的性能问题 ：由于 String 是不可变的，频繁地修改字符串（例如通过拼接）可能会导致性能下降。对于高频次的字符串修改，建议使用 StringBuilder。
• 内存占用 ：substring() 方法创建新的字符串对象，可能导致内存使用增加，尤其是在处理大量字符串时。

类代码方法介绍

下面是String 类 一些常用方法的简要介绍：

• length()：返回字符串的字符个数。
• charAt(int index)：返回字符串中指定位置的字符。
• substring(int beginIndex, int endIndex)：返回指定区间的子字符串。
• contains(CharSequence sequence)：检查字符串是否包含指定子串。
• toUpperCase()：将字符串转换为大写。

这些方法能够满足绝大多数字符串操作的需求。

小结

通过本文的学习，我们深入了解了 String 类中五个常用方法：length()、charAt()、substring()、contains() 和 toUpperCase()。这些方法是字符串处理中的基础，掌握它们可以帮助我们更加高效地处理和操作字符串。当然，虽然这些方法简单易用，但在实际开发中我们仍需注意性能和内存的管理，尤其是在处理大量字符串时。

总结

字符串操作是 Java 开发中非常基础却又非常重要的一部分。掌握 String 类的常用方法，能够让你在日常开发中事半功倍。希望通过本文的讲解，你能更熟悉这些方法，并能够将它们应用到实际项目中。如果你有任何疑问或者更好的建议，欢迎留言讨论！

寄语

最后，身为一名开发者，我们不仅要在技术上不断进步，也要在思维上保持灵活。字符串操作看似简单，但它的灵活性和应用场景却可以给我们带来很多有趣的挑战。希望大家在以后的编程路上，能用好这些工具，编写出更加高效、优雅的代码！

最后

大家如果觉得看了本文有帮助的话，麻烦给不熬夜崽崽点个三连（点赞、收藏、关注）支持一下哈，大家的支持就是我写作的无限动力。