【Java SE】字符串 - String类

重生之小比特2026-09-16 7:18

目录

本节学习目标

[1 String 类介绍](#1 String 类介绍)

[2 字符串对象的构造](#2 字符串对象的构造)

[3 字符串常量池 StringTable](#3 字符串常量池 StringTable)

代码对比理解==

[intern () 方法](#intern () 方法)

[4 字符串比较 API](#4 字符串比较 API)

[4.1 equals () 比较内容是否相等](#4.1 equals () 比较内容是否相等)

[4.2 compareTo () 字典序比较](#4.2 compareTo () 字典序比较)

[4.3 compareToIgnoreCase () 忽略大小写字典序比较](#4.3 compareToIgnoreCase () 忽略大小写字典序比较)

[5 String 常用工具方法](#5 String 常用工具方法)

[5.1 字符串和基本类型互相转换](#5.1 字符串和基本类型互相转换)

[5.2 大小写转换](#5.2 大小写转换)

[5.3 字符串与字符数组互相转换](#5.3 字符串与字符数组互相转换)

[5.4 split 字符串拆分（高频笔试考点）](#5.4 split 字符串拆分（高频笔试考点）)

[5.5 substring 字符串截取（前闭后开！）](#5.5 substring 字符串截取（前闭后开！）)

[5.6 trim () 去除字符串左右两边空格，中间空格保留](#5.6 trim () 去除字符串左右两边空格，中间空格保留)

[6 字符串不可变性（核心重点面试必考）](#6 字符串不可变性（核心重点面试必考）)

[7 StringBuilder 和 StringBuffer](#7 StringBuilder 和 StringBuffer)

[StringBuilder 常用 API](#StringBuilder 常用 API)

[String 和 StringBuilder 互相转换](#String 和 StringBuilder 互相转换)

[StringBuilder vs StringBuffer 对比](#StringBuilder vs StringBuffer 对比)

[8 经典 OJ 练习题](#8 经典 OJ 练习题)

[习题 1：字符串中第一个只出现一次的字符（LeetCode387）](#习题 1：字符串中第一个只出现一次的字符（LeetCode387）)

[习题 2：最后一个单词的长度（牛客）](#习题 2：最后一个单词的长度（牛客）)

[习题 3：验证回文串 LeetCode125](#习题 3：验证回文串 LeetCode125)

📔本篇核心考点总结

本节学习目标

  1. 认识String字符串类，掌握多种字符串构造方式
  2. 理解字符串常量池 StringTable ，分清==与equals()
  3. 熟练掌握 String 常用 API：比较、转换、拆分、截取、去空格、intern()
  4. 深刻理解字符串不可变性底层原理
  5. 分清StringBuilder与StringBuffer，适用场景、线程安全区别
  6. 完成字符串经典 OJ 习题

1 String 类介绍

C 语言使用char[]字符数组处理字符串，数据和处理函数分开，不符合面向对象思想 。 Java 专门提供String引用类型，把字符串数据和操作方法封装到一起，开发中字符串使用极其频繁。

String是final修饰的类，不能被继承。

Java String源码

2 字符串对象的构造

常用 4 种构造方式：

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    //方式1：字符串字面量直接赋值（最常用）
    String s1 = "hello bit";
    System.out.println(s1);

    //方式2：new String，传入字符串字面量
    String s2 = new String("hello bit");
    System.out.println(s2);

    //方式3：字符数组构造字符串
    char[] array = {'h','e','l','l','o','b','i','t'};
    String s3 = new String(array);
    System.out.println(s3);

    //方式4：字节数组构造字符串
    byte[] bytes = {97,98,99,100}; //对应a b c d ASCII
    String s4 = new String(bytes);
    System.out.println(s4);
}

其他构造方法查阅官方文档：java.lang.String

3 字符串常量池 StringTable

字符串常量池底层本质是HashTable 哈希表 ，存字符串实例引用，目的：复用字符串对象，减少内存重复开销。

规则：

  1. 使用双引号字面量"abc"创建字符串，JVM 优先去字符串常量池查找；
    • 如果池中已经存在"abc"，直接复用池中的对象引用；
    • 如果池中不存在，则把字符串放入常量池。
  2. new String("abc")：一定会在堆上创建全新 String 对象，不直接复用池引用。

代码对比理解==

⚠️==对于引用类型比较的是对象地址，不是字符串内容。

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {

    String str1 = "abc";
    String str2 = "abc";
    System.out.println(str1 == str2); // true，两个引用都指向常量池同一个对象

}
java 复制代码 
public static void main(String[] args) {

    String str1 = new String("abc");
    String str2 = new String("abc");
    System.out.println(str1 == str2); // false，new出来是堆上两个不同对象
}

内存图解：

  • "abc"字面量存放在字符串常量池；
  • str1、str2保存常量池对象地址；
  • new String("abc")在堆开辟新对象，内部 value 字符数组复用池里面内容，但对象本身是新堆实例。

intern () 方法

intern()作用：主动把当前字符串对象，放到 / 查找字符串常量池。

执行逻辑：

  1. 如果常量池已经存在 equals 相等的字符串，返回常量池中的引用；
  2. 如果常量池没有，就把当前对象引用加入常量池，返回池内引用。
java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    char[] ch = {'a','b','c'};
    String s1 = new String(ch); //堆上对象，不在常量池
    // s1.intern(); //打开这行，s1引用进入常量池
    String s2 = "abc"; //字面量，取自常量池
    System.out.println(s1 == s2); //false

    //打开 s1.intern();之后
    // System.out.println(s1.intern() == s2); //true
}

s1.intern(); //打开这行，s1引用进入常量池

面试高频：intern()一般用来手动把堆上字符串放入常量池，实现对象复用。

4 字符串比较 API

4.1 equals () 比较内容是否相等

String重写了 Object 的equals()，按字符内容逐个比较。

注意：==比较地址；业务判断字符串内容相等，必须用 equals，不要用 ==。

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

    System.out.println(s1 == s2);      //false 比较地址
    System.out.println(s1.equals(s2)); //true 比较内容
    System.out.println(s1.equals(s3)); //false 大小写不同
}

4.2 compareTo () 字典序比较

字典序：按照字符的 Unicode 编码大小比较。 返回值规则：

  1. 遇到第一个不相同字符，返回两个字符的差值；
  2. 如果前面字符全部一样，返回两个字符串长度的差值。
java 复制代码 
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)); //-1，b和c字符差
    System.out.println(s1.compareTo(s3)); //0，完全相同
    System.out.println(s1.compareTo(s4)); //-3，长度差
}

4.3 compareToIgnoreCase () 忽略大小写字典序比较

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    String s1 = new String("abc");
    String s3 = new String("ABc");
    System.out.println(s1.compareToIgnoreCase(s3)); //0 忽略大小写相等
}

5 String 常用工具方法

5.1 字符串和基本类型互相转换

  1. 其他类型 → String：String.valueOf(数据)
  2. String → 基本类型：包装类的parseXXX()，例如Integer.parseInt()、Double.parseDouble()
java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    //基本类型转字符串
    String s1 = String.valueOf(1234);
    String s2 = String.valueOf(12.34);
    String s3 = String.valueOf(true);
    System.out.println(s1);
    System.out.println(s2);
    System.out.println(s3);

    //字符串转基本类型
    int data1 = Integer.parseInt("1234");
    double data2 = Double.parseDouble("12.34");
    System.out.println(data1);
    System.out.println(data2);
}

5.2 大小写转换

⚠️注意：返回新字符串！原字符串不会被修改，String 不可变。

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    String s1 = "hello";
    String s2 = "HELLO";
    System.out.println(s1.toUpperCase()); //转大写
    System.out.println(s2.toLowerCase()); //转小写
}

5.3 字符串与字符数组互相转换

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    String s = "hello";
    //字符串 → char数组
    char[] ch = s.toCharArray();
    for (int i = 0; i < ch.length; i++) {
        System.out.print(ch[i]);
    }
    System.out.println();

    //字符数组转回字符串
    String s2 = new String(ch);
    System.out.println(s2);
}

5.4 split 字符串拆分（高频笔试考点）

String[] split(String regex)：按照分隔符把字符串切割，返回字符串数组。 重载：split(regex, limit)，limit 代表分割最多生成几份。

⚠️坑：. * + |属于正则特殊字符，不能直接写，需要转义\\。

示例 1：普通空格分割

java 复制代码 
String str = "hello world hello bit" ;
String[] result = str.split(" ") ;
for(String s: result) {
    System.out.println(s);
}

示例 2：限定分割份数

java 复制代码 
String str = "hello world hello bit" ;
String[] result = str.split(" ",2) ;
for(String s: result) {
    System.out.println(s);
}

示例 3：分割 IP 地址，.要写\\.

java 复制代码 
String str = "192.168.1.1" ;
String[] result = str.split("\\.") ;
for(String s: result) {
    System.out.println(s);
}

转义规则记忆：

  1. . * + |正则特殊符号，Java 字符串写\\符号；
  2. 如果要表示反斜杠\，Java 字符串需要写\\\\。

示例 4：多个分隔符，用|代表或

java 复制代码 
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]);
}

5.5 substring 字符串截取（前闭后开！）

  • substring(beginIndex)：从下标截取到末尾
  • substring(beginIndex, endIndex)：[begin, end)，包含起始下标，不包含结束下标
java 复制代码 
String str = "helloworld" ;
System.out.println(str.substring(5));
System.out.println(str.substring(0, 5)); //取0~4下标字符

5.6 trim () 去除字符串左右两边空格，中间空格保留

java 复制代码 
String str = " hello world " ;
System.out.println("["+str+"]");
System.out.println("["+str.trim()+"]");

6 字符串不可变性（核心重点面试必考）

String对象内容一旦创建，不能修改，属于不可变对象。

底层原理：

  1. String 内部存储字符的value字节数组被private final修饰；
  2. private：外部拿不到这个数组引用；
  3. final：数组引用不能指向别的数组。

❗所有看起来 "修改字符串" 的方法：toUpperCase、substring、split、+拼接，都不会改动原来字符串，而是返回全新 String 对象。

字符串直接+拼接，会产生大量中间临时对象，性能很差。

java 复制代码 
//不推荐，循环拼接String，产生大量垃圾对象
String s = "";
for(int i = 0; i < 10000; i++){
    s += i;
}

如果业务需要频繁修改字符串内容，不要直接用 String，使用StringBuilder / StringBuffer。

7 StringBuilder 和 StringBuffer

String不可变；StringBuilder、StringBuffer是可变字符串，内部数组内容可以直接修改，不会大量生成新对象。

StringBuilder 常用 API

java 复制代码 
public static void main (String[] args) {
    StringBuilder sb1 = new StringBuilder ("hello");
    StringBuilder sb2 = sb1;

    sb1.append(' ');         //追加字符
    sb1.append("world");     //追加字符串
    sb1.append(123);         //追加数字
    System.out.println(sb1); // hello world123

    System.out.println(sb1 == sb2); //true，同一个对象引用
    System.out.println(sb1.charAt(0)); //获取指定下标字符 h
    System.out.println(sb1.length()); //有效字符长度
    System.out.println(sb1.capacity()); //底层数组总容量

    sb1.deleteCharAt(0);    //删除指定下标字符
    sb1.delete(0,5);        //删除区间 [0,5)

    sb1.reverse();          //字符串反转

    // StringBuilder转回String
    String str = sb1.toString();
    System.out.println(str);
}

String 和 StringBuilder 互相转换

  1. String → StringBuilder：new StringBuilder(字符串) 或者append()
  2. StringBuilder → String：调用.toString()

StringBuilder vs StringBuffer 对比

表格

类 线程安全 性能 适用场景
StringBuilder ❌非线程安全 高 单线程，绝大多数业务场景
StringBuffer ✅synchronized 同步，线程安全 较低 多线程并发场景下使用

开发绝大多数单线程业务优先StringBuilder。

8 经典 OJ 练习题

习题 1：字符串中第一个只出现一次的字符（LeetCode387）

java 复制代码 
class Solution {
    public int firstUniqChar(String s) {
        int[] count = new int[256];
        //统计每个字符出现次数
        for(int i = 0; i < s.length(); ++i){
            count[s.charAt(i)]++;
        }
        //遍历找第一个次数等于1
        for(int i = 0; i < s.length(); ++i){
            if(1 == count[s.charAt(i)]){
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }
}

习题 2：最后一个单词的长度（牛客）

java 复制代码 
import java.util.Scanner;
public class Main{
    public static void main(String[] args){
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        while(sc.hasNext()){
            String s = sc.nextLine();
            //找到最后一个空格，截取后面部分求长度
            int len = s.substring(s.lastIndexOf(' ')+1, s.length()).length();
            System.out.println(len);
        }
        sc.close();
    }
}

习题 3：验证回文串 LeetCode125

java 复制代码 
class Solution {
    public static boolean isValidChar(char ch){
        if((ch >= 'a' && ch <= 'z') || (ch >= '0' && ch <= '9')){
            return true;
        }
        return false;
    }
    public boolean isPalindrome(String s) {
        s = s.toLowerCase();
        int left = 0, right = s.length()-1;
        while(left < right){
            //左指针找有效字符
            while(left < right && !isValidChar(s.charAt(left))){
                left++;
            }
            //右指针找有效字符
            while(left < right && !isValidChar(s.charAt(right))){
                right--;
            }
            if(s.charAt(left) != s.charAt(right)){
                return false;
            }else{
                left++;
                right--;
            }
        }
        return true;
    }
}

📔本篇核心考点总结

  1. String 是引用类型，==比较地址；判断字符串内容相等必须使用equals()。
  2. 字符串常量池StringTable：字面量会复用池对象；new String()堆上新对象；intern()主动入池。
  3. String不可变：所有修改操作返回全新字符串；循环拼接不要直接用 String，会产生大量临时对象。
  4. split 拆分注意正则特殊符号. * + |，需要转义\\；substring 是前闭后开区间。
  5. StringBuilder可变字符串，单线程高性能；StringBuffer加同步锁，线程安全，性能差。
  6. 转换：valueOf()其他类型转字符串；parseXXX()字符串转基础类型；toCharArray()字符串转字符数组。

面试简答 Q：为什么 String 设计成不可变？

A：①字符串常量池复用；②哈希缓存安全；③线程安全；④作为 HashMap 的 key 安全。

Q：StringBuilder 和 StringBuffer 区别？

A：StringBuilder 非线程安全，速度快，单线程推荐；StringBuffer 加 synchronized 同步，线程安全，性能低，适合多线程。
Q：String s = new String("abc");创建几个对象？

A：如果常量池没有"abc"，2 个对象：常量池字符串对象 + 堆上 new 出来的 String 对象；如果池中已有，则只创建堆上 1 个对象。

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