A13 String 详解：不可变、常量池、equals 与 ==、性能与常见坑

【本节目标】

学完这一篇，你应该能做到：

1）理解 String 的核心特性：不可变（immutable）

2）搞清楚 String 常量池、字符串字面量、new String() 的区别

3）彻底分清 equals 与 ==（以及如何避免空指针）

4）知道字符串拼接的性能坑：循环里不要疯狂 "+"

5）掌握常用 API：length、charAt、substring、split、replace、trim/strip 等

6）避开 String 的高频踩坑点（面试与实战都会遇到）

一、为什么 String 这么重要？

在 Java 业务开发里，String 是使用频率最高的类型之一：

用户名、手机号、订单号、JSON、SQL、日志、路径、URL......几乎全是 String

String 学得不牢，会出现：
比较不相等（==/equals 坑）
性能很差（拼接坑）
正则误用（split/replaceAll 坑）
编码和字符长度理解错误（中文、emoji）

二、String 的核心特性：不可变（Immutable）

"不可变"意思是：String 一旦创建，内容就不能被修改。

你看起来像是在"修改"，其实是创建了一个新字符串。

java 复制代码

String s = "abc";
s = s + "d";
System.out.println(s); // abcd

这里 s 不是把原来的 "abc" 改成 "abcd"，而是：

1）原来指向 "abc"

2）拼接产生新对象 "abcd"

3）s 指向新对象

不可变带来的好处：

1）线程安全（多线程读同一个 String 不会乱）

2）安全性更高（比如作为 Map key 更可靠）

3）可以做常量池复用（省内存，性能更好）

三、String 常量池：字面量为什么"看起来像同一个对象"？

先看一个现象：

java 复制代码

String a = "java";
String b = "java";
System.out.println(a == b); // true

原因：

"java" 这种写法叫"字符串字面量"
字面量会放进"字符串常量池"
同内容的字面量通常复用同一个对象引用，所以 a 和 b 指向同一个

但是注意：这不代表以后都能用 == 比较内容！这只是常量池复用带来的"假象"。

四、new String()：为什么它通常不是同一个对象？

java 复制代码

String a = "java";
String b = new String("java");

System.out.println(a == b);       // false
System.out.println(a.equals(b));  // true

原因：

a 指向常量池中的对象
new String("java") 会在堆上创建一个新的 String 对象（通常内容相同，但引用不同）

结论：

比较字符串内容，一律用 equals（或 equalsIgnoreCase）。

五、equals 与 ==：必须一次性讲透

1）==

基本类型：比较值
引用类型：比较引用地址（是不是同一个对象）

2）equals

对于 String：比较内容是否相同

所以：

比内容：用 equals
比是不是同一个对象：才用 ==（字符串业务里几乎不用）

六、如何避免空指针：equals 的正确写法

最经典 NPE：

java 复制代码

String s = null;
// System.out.println(s.equals("abc")); // 会 NPE

推荐写法（把常量放前面）：

java 复制代码

String s = null;
System.out.println("abc".equals(s)); // false（安全）

如果你要忽略大小写：

java 复制代码

String s = "Java";
System.out.println("java".equalsIgnoreCase(s)); // true

七、字符串拼接性能：什么时候用 +，什么时候用 StringBuilder？

结论先给：

少量拼接（1~3 次）："+" 可以，代码更简洁
循环拼接、批量拼接：一定用 StringBuilder

看这个循环拼接（不推荐）：

java 复制代码

String s = "";
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
    s += i;
}

原因：每次拼接都会生成新 String，对象数量爆炸，性能很差。

推荐写法：

java 复制代码

StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
    sb.append(i);
}
String s = sb.toString();

补充：

StringBuilder：线程不安全，但快（绝大多数场景用它）
StringBuffer：线程安全，但慢（老项目或确实需要线程安全才用）

八、常用 API（你写业务每天都用）

1）长度与字符

length()：字符数量（注意：对 emoji 等可能不等于"人眼字符数"，后面再扩展）
charAt(i)：取某个位置字符
substring(begin, end)：截取子串（左闭右开）

java 复制代码

String s = "hello";
System.out.println(s.length());      // 5
System.out.println(s.charAt(1));     // e
System.out.println(s.substring(1, 4)); // ell

2）查找与判断

contains、startsWith、endsWith
indexOf、lastIndexOf

java 复制代码

String s = "hello java";
System.out.println(s.contains("java"));     // true
System.out.println(s.startsWith("he"));     // true
System.out.println(s.indexOf("java"));      // 6

3）去空格

trim()：去掉两端空白（传统）
strip()：Java 11+，对 Unicode 空白处理更全面（了解即可）

九、String 的高频坑（面试 + 实战重灾区）

坑 1：用 == 比较内容（偶尔"看起来对"，其实不可靠）

正确：用 equals/equalsIgnoreCase。

坑 2：循环里用 + 拼接导致性能差

正确：StringBuilder。

坑 3：split 和 replaceAll 其实是"正则"

这点非常多人踩坑！

例子：按点号分割 "a.b.c"，很多人写：

java 复制代码

String s = "a.b.c";
String[] parts = s.split("."); // 错！"." 在正则里表示"任意字符"
System.out.println(parts.length); // 结果会非常诡异

正确写法（点号要转义）：

java 复制代码

String s = "a.b.c";
String[] parts = s.split("\\.");
System.out.println(parts.length); // 3

同理：竖线 |、括号 ()、加号 +、星号 * 都是正则特殊字符，想按字面意义处理要转义。

坑 4：replace 与 replaceAll 的区别

replace：按"字面字符"替换（更安全、更常用）
replaceAll：按"正则"替换（强大但容易误用）

java 复制代码

String s = "a.b.c";
System.out.println(s.replace(".", "#"));    // a#b#c（推荐）
System.out.println(s.replaceAll("\\.", "#")); // a#b#c（正则写法）

坑 5：判空只判断 null 不够

很多业务里需要判断"空字符串/全空格"：

java 复制代码

String s = "   ";
System.out.println(s.isEmpty()); // false（因为长度不为 0）

常见处理：

先 trim 再判断 empty

（Java 11+ 也有 isBlank，但你可以后面再补）

javascript 复制代码

String s = "   ";
boolean blank = s.trim().isEmpty();
System.out.println(blank); // true

十、一个小综合例子：用户名校验（更像真实业务）

需求：

用户名必须满足：

1）不为 null

2）去掉两端空格后长度 3~16

3）只能包含字母、数字、下划线（先用简单循环判断，别急着上正则）

java 复制代码

public class UserNameCheck {

    public static boolean isValid(String name) {
        if (name == null) return false;

        name = name.trim();
        if (name.length() < 3 || name.length() > 16) return false;

        for (int i = 0; i < name.length(); i++) {
            char c = name.charAt(i);
            boolean ok = (c >= 'a' && c <= 'z')
                    || (c >= 'A' && c <= 'Z')
                    || (c >= '0' && c <= '9')
                    || (c == '_');
            if (!ok) return false;
        }
        return true;
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(isValid(null));       // false
        System.out.println(isValid("  ab "));    // false（长度不足）
        System.out.println(isValid("abc_123"));  // true
        System.out.println(isValid("a#c"));      // false
    }
}

十一、本节小练习（从易到难）

练习 1：写一个方法 safeEquals(String a, String b)，安全比较两个字符串内容是否相等（不能 NPE）

练习 2：统计一个字符串中某个字符出现次数（例如统计 'a'）

练习 3：把一句话按空格分割成单词数组（注意连续空格的情况：先 trim 再 split）

练习 4：实现一个 join：把 String[] 用逗号拼接成一行（要求用 StringBuilder）

练习 5（进阶）：实现一个方法 reverse(String s)，反转字符串（提示：StringBuilder 或 char 数组）

本节小结

1）String 不可变，修改本质上是创建新对象

2）字面量走常量池，new String 会创建新对象

3）比较内容用 equals，别用 ==

4）循环拼接用 StringBuilder

5）split/replaceAll 是正则，特殊字符要转义

6）写业务时要考虑：null、空字符串、全空格、大小写

下一篇预告（A14）

《A14 常用工具类与包装类：Integer/Long、自动装箱拆箱、Objects、Arrays（配坑点）》

从这一篇开始，你会明显感觉"写业务更顺手"：很多常见需求都有现成工具类可用。