Java基础之String 类＜详解＞

public static void main(String[] args) {
 // 使用常量串构造
String s1 = "hello bit";
 System.out.println(s1);
 // 直接newString对象
String s2 = new String("hello bit");
 System.out.println(s2);
 // 使用字符数组进行构造
char[] array = {'h','e','l','l','o','b','i','t'};
 String s3 = new String(array);
 System.out.println(s3);
 }

String是引用类型，内部并不存储字符串本身,在String类的实现源码中，String类实例变量如下：

public static void main(String[] args) {
    // s1和s2引用的是不同对象  s1和s3引用的是同一对象
    String s1 = new String("hello");
    String s2 = new String("world");
    String s3 = s1;
    
    System.out.println(s1.length());   // 获取字符串长度---输出5
    System.out.println(s1.isEmpty());  // 如果字符串长度为0，返回true，否则返回false
 }

2. 在Java中" "引起来的也是String类型对象。

// 打印"hello"字符串(String对象)的长度
System.out.println("hello".length());

2.2 String对象的比较

字符串的比较是常见的操作之一，比如：字符串排序。Java中总共提供了4种方式：

1. ==比较是否引用同一个对象

注意：对于内置类型（也叫基本数据类型），==比较的是变量中的值；对于引用类型==比较的是引用中的地址。


 public static void main(String[] args) {
    int a = 10;
    int b = 20;
    int c = 10;
 
    // 对于基本类型变量，==比较两个变量中存储的值是否相同
    System.out.println(a == b);    // false
    System.out.println(a == c);    // true
 
    // 对于引用类型变量，==比较两个引用变量引用的是否为同一个对象
    String s1 = new String("hello");
    String s2 = new String("hello");
    String s3 = new String("world");
    String s4 = s1;
    System.out.println(s1 == s2);   // false
    System.out.println(s2 == s3);   // false
    System.out.println(s1 == s4);   // true
 }

2. boolean equals(Object anObject)方法:按照字典序比较

字典序：字符大小的顺序

String类重写了父类Object中的equals方法，Object中的equals默认按照==比较，String重写equals方法后，按照以下几条规则进行比较，比如：s1.equals(s2)

public boolean equals(Object anObject) {
    // 1. 先检测this 和 anObject 是否为同一个对象比较，如果是返回true
    if (this == anObject) {
        return true;
    }
    
    // 2. 检测anObject是否为String类型的对象，如果是继续比较，否则返回false
    if (anObject instanceof String) {
        // 将anObject向下转型为String类型对象
        String anotherString = (String)anObject;
        int n = value.length;
        
        // 3. this和anObject两个字符串的长度是否相同，是继续比较，否则返回false
        if (n == anotherString.value.length) {
            char v1[] = value;
            char v2[] = anotherString.value;
            int i = 0;
            
            // 4. 按照字典序，从前往后逐个字符进行比较
            while (n-- != 0) {
                if (v1[i] != v2[i])
                    return false;
                i++;
            }
            return true;
        }
    }
    return false;
}

public static void main(String[] args) {
    String s1 = new String("hello");
    String s2 = new String("hello");
    String s3 = new String("Hello");
 
    // s1、s2、s3引用的是三个不同对象，因此==比较结果全部为false
    System.out.println(s1 == s2);       // false
    System.out.println(s1 == s3);       // false
 
    // equals比较：String对象中的逐个字符
    // 虽然s1与s2引用的不是同一个对象，但是两个对象中放置的内容相同，因此输出true
    // s1与s3引用的不是同一个对象，而且两个对象中内容也不同，因此输出false
    System.out.println(s1.equals(s2));  // true
    System.out.println(s1.equals(s3));  // false
 }

3. int compareTo(String s)方法:按照字典序进行比较

与equals不同的是，equals返回的值是boolean类型，而compareTo返回的是int类型。具体比较方式：

1. 先按照字典次序大小进行比较，如果出现不等的字符，直接返回这两个字符的大小差值。

2.如果前k个字符相等（k为字符长度最小值），返回值为两个字符长度差值。

 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));   // 不同输出字符差值-1
    System.out.println(s1.compareTo(s3));   // 相同输出 0
    System.out.println(s1.compareTo(s4));   // 前k个字符完全相同，输出长度差值 -3
 }

4. int compareToIgnorceCase(String str)方法：与CompareTo方式相同，但是忽略大小写比较

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.compareToIgnoreCase(s2));   // 不同输出字符差值-1
    System.out.println(s1.compareToIgnoreCase(s3));   // 相同输出 0
    System.out.println(s1.compareToIgnoreCase(s4));   // 前k个字符完全相同，输出长度差值 -3
 }

2.3 字符串查找

字符串查找也是字符串中非常常见的操作，String类提供的常用的查找方法：

public static void main4(String[] args) {
        String s="abbcacdefg";
        System.out.println(s.charAt(3));//c 返回index位置上字符，如果index为负数或者越界，抛出IndexOutOfBoundsException异常
        System.out.println(s.indexOf('c'));//3 返回ch第一次出现的位置，没有返回-1
        System.out.println(s.indexOf('g',1));//9 从fromIndex位置开始找ch第一次出现的位置，没有返回-1
        System.out.println(s.indexOf("bc"));//2 返回str第一次出现的位置，没有返回-1
        System.out.println(s.indexOf("de",1));//6 从fromIndex位置开始找str第一次出现的位置，没有返回-1
        System.out.println(s.lastIndexOf('a'));//4 从后往前找，返回ch第一次出现的位置，没有返回-1
        System.out.println(s.lastIndexOf('a',9));//4 从fromIndex位置开始找，从后往前找ch第一次出现的位置，没有返回-1
        System.out.println(s.lastIndexOf("bca"));//2 从后往前找，返回str第一次出现的位置，没有返回-1
        System.out.println(s.lastIndexOf("acd",9));//4 从fromIndex位置开始找，从后往前找str第一次出现的位置，没有返回-1

注意：上述方法都是实例方法。

2.4 转化

1. 数值和字符串转化

public static void main(String[] args) {
    // 数字转字符串
    String s1 = String.valueOf(1234);
    String s2 = String.valueOf(12.34);
    String s3 = String.valueOf(true);
    String s4 = String.valueOf(new Student("Hanmeimei", 18));
    System.out.println(s1);
    System.out.println(s2);
    System.out.println(s3);
    System.out.println(s4);
    System.out.println("=================================");
    // 字符串转数字
    // 注意：Integer、Double等是Java中的包装类型，这个后面会讲到
    int data1 = Integer.parseInt("1234");
    double data2 = Double.parseDouble("12.34");
    System.out.println(data1);
    System.out.println(data2);
 }

2. 大小写转换

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

3. 字符串转数组

public static void main(String[] args) {
    String s = "hello";
    // 字符串转数组
    char[] ch = s.toCharArray();
    for (int i = 0; i < ch.length; i++) {
        System.out.print(ch[i]);
    }
    System.out.println();
    // 数组转字符串
    String s2 = new String(ch);
    System.out.println(s2);
 }

4. 格式化

public static void main(String[] args) {
    String s = String.format("%d-%d-%d", 2024, 7,21);
    System.out.println(s);
 }
//2024-7-21

2.5 字符串替换

使用一个指定的新的字符串替换掉已有的字符串数据，可用的方法如下：

代码示例：字符串的替换处理

String str = "helloworld" ; 
System.out.println(str.replaceAll("l", "_"));
 System.out.println(str.replaceFirst("l", "_"));

//he__owor_d
//he_loworld

注意事项：由于字符串是不可变对象，替换不修改当前字符串，而是产生一个新的字符串。

2.6 字符串拆分

可以将一个完整的字符串按照指定的分隔符划分为若干个子字符串。

可用方法如下：

代码示例：实现字符串的拆分处理

String str = "hello world hello" ; 
String[] result = str.split(" ") ; // 按照空格拆分
for(String s: result) {
    System.out.println(s);
 }
//hello
//world
//hello

拆分是特别常用的操作. 一定要重点掌握. 另外有些特殊字符作为分割符可能无法正确切分, 需要加上转义.

代码示例：拆分IP地址

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

注意事项：

1. 字符"|","*","+"都得加上转义字符，前面加上"\\".

2. 而如果是"\"，那么就得写成"\\\\".

3. 如果一个字符串中有多个分隔符，可以用"|"作为连字符

2.7 字符串截取

从一个完整的字符串之中截取出部分内容。可用方法如下：

代码示例：

String str = "helloworld" ; 
System.out.println(str.substring(5)); //world
 System.out.println(str.substring(0, 5)); //hello

注意事项：

1. 索引从0开始

2. 注意前闭后开区间的写法, substring(0, 5) 表示包含 0 号下标的字符, 不包含 5 号下标

2.8 其他操作方法

代码示例：观察trim()方法的使用

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

//trim 会去掉字符串开头和结尾的空白字符(空格, 换行, 制表符等)

代码示例：大小写转换

String str = "   hello%$$%@#$%world 哈哈哈  " ; 
System.out.println(str.toUpperCase()); //  HELLO%$$%@#$%WORLD 哈哈哈 
 System.out.println(str.toLowerCase()); //  hello%$$%@#$%world 哈哈哈  
//这两个函数只转换字母

2.9 字符串的不可变性

String是一种不可变对象，字符串中的内容是不可改变的。字符串不可被修改，是因为：

1. String类在设计时就是不可改变的，String类实现描述中已经说明了

以下来自jdk1.8中String类的部分实现

String类中的字符实际保存在内部维护的value字符数组中，该图还能看出：

1. String类被final修饰，表明该类不能被继承

2. value被final修饰，表明value自身的值不能改变，即不能引用其它字符数组，但是其引用空间中的内容可以修改。

2. 所有涉及到可能修改字符串内容的操作都是创建一个新对象，改变的是新对象

final修饰类表明该类不想被继承，final修饰引用类型表明该引用变量不能引用其他对象，但是其引用对象中的内容是可以修改的

public static void main(String[] args) {
 f
 inal int array[] = {1,2,3,4,5};
 array[0] = 100;
 System.out.println(Arrays.toString(array));
 // array = new int[]{4,5,6};    // 编译报错：Error:(19, 9) java: 无法为最终变量array分配值
}

为什么 String 要设计成不可变的?(不可变对象的好处是什么?)

1. 方便实现字符串对象池. 如果 String 可变, 那么对象池就需要考虑写时拷贝的问题了.

2. 不可变对象是线程安全的.

3. 不可变对象更方便缓存 hash code, 作为 key 时可以更高效的保存到 HashMap 中.

那如果想要修改字符串中的内容，该如何操作呢？

2.10 字符串修改

注意：尽量避免直接对String类型对象进行修改，因为String类是不能修改的，所有的修改都会创建新对象，效率非常低下。


public static void main(String[] args) {
    String s = "hello";
    s += " world";
    System.out.println(s);  // 输出：hello world
 }
//但是这种方式不推荐使用，因为其效率非常低，中间创建了好多临时对象。

a. 借助StringBuffer 和 StringBuilder

3. StringBuilder和StringBuffer

3.1 StringBuilder的介绍

public static void main(String[] args) {
        StringBuilder sb1 = new StringBuilder("hello");
        StringBuilder sb2 = sb1;
        // 追加：即尾插-->字符、字符串、整形数字
        sb1.append(' ');                  // hello
        sb1.append("world");              // hello world
        sb1.append(123);                  // hello world123
        System.out.println(sb1);          // hello world123
        System.out.println(sb1 == sb2);   // true
        System.out.println(sb1.charAt(0));   // 获取0号位上的字符  h
        System.out.println(sb1.length());    // 获取字符串的有效长度14
        System.out.println(sb1.capacity());  // 获取底层数组的总大小
        sb1.setCharAt(0, 'H');     // 设置任意位置的字符 Hello world123
        sb1.insert(0, "Hello world!!!");         // Hello world!!!Hello world123
        System.out.println(sb1);
        System.out.println(sb1.indexOf("Hello"));          // 获取Hello第一次出现的位置
        System.out.println(sb1.lastIndexOf("hello"));  // 获取hello最后一次出现的位置
        sb1.deleteCharAt(0);                               // 删除首字符
        sb1.delete(0,5);                                   // 删除[0, 5)范围内的字符
 
        String str = sb1.substring(0, 5);                  // 截取[0, 5)区间中的字符以String的方式返回
        System.out.println(str);
        sb1.reverse();                      // 字符串逆转
        str = sb1.toString();               // 将StringBuffer以String的方式返回
        System.out.println(str);
    }

从上述例子可以看出：String和StringBuilder最大的区别在于String的内容无法修改，而StringBuilder的内容可以修改。频繁修改字符串的情况考虑使用StringBuilder。

注意：String和StringBuilder类不能直接转换。如果要想互相转换，可以采用如下原则:

String变为StringBuilder: 利用StringBuilder的构造方法或append()方法

StringBuilder变为String: 调用toString()方法。

3.2 面试题：

1. String、StringBuffer、StringBuilder的区别

String的内容不可修改，StringBuffer与StringBuilder的内容可以修改.

StringBuffer与StringBuilder大部分功能是相似的

StringBuffer采用同步处理，属于线程安全操作；而StringBuilder未采用同步处理，属于线程不安全操作

4. String类oj

1.第一次只出现一次的字符

2.最后一个单词的长度

3.检测字符串是否为回文