第1节 常用类库——String

因为String相对之前的类来说更加常用一些，所以对字符串类进行专门的整理。

1. 概述

   String类表示字符串，Java中的所有字符串文字都实现为此类的实例。

字符串是不变的，它们的值在创建后无法更改 。因为它的创建是通过一个由private final修饰的byte数组value来实现的，一旦赋值，不可更改。


如果想要使用可变字符串，后面的StringBuffer和StringBuilder会介绍。

因为String对象是不可变的，所以可以共享它们。 这句话怎么理解？需要结合下面的赋值方式来理解。

2. String的两种赋值方式：

• 一种为直接赋值，因为一个字符串可以表示一个String类的对象，

String text = "123";

• 第二种为通过关键字new调用String的构造方法赋值：

String text3 = new String("123");

先来看一段代码，体会一下两者的区别：

package com.kaikeba.coreclasslibrary.string;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        String text = "123";
        String text2 = "123";
        String text3 = new String("123");
        System.out.println(text == text2);
        System.out.println(text == text3);
    }
}

结果为：
true
false

这里就用到了1中说的因为String对象是不可变的，所以可以共享它们。

因为String在内存中存储在永久代中（后续会介绍），该内存不会去进行GC，所以没有必要给同样的字符串分出两块地址，使用第一种赋值方式，并不会开辟出两块地址，而是会将两个引用对象指向同一个地址 ，所以text和text2就是一样的值，这就是共享的意思。 但是第二种赋值方式，使用new关键字强制地开辟了一块内存，所以地址值不一样。

给一张图会更直观一些，str1就是上述代码的text3，str2和str3就是上述代码的text和text2。

3. 字符串常量池

3.1 方法区（Method Area）

方法区（Method Area），又称永久代（Permanent Generation），又称非堆区（Non-Heap space）。

方法区是被所有线程共享的：

    - 所有字段和方法字节码，以及一些特殊方法和构造函数，接口代码也在此定义。简单说，所有定义的方法的信息都保存在该区域，此区域属于共享区间 。

    - 该区域存储的是：静态变量+常量+类信息（构造方法/接口定义）+运行时常量池。

但是，实例变量（对象）存在堆内存中，和方法区无关。

以上，只是逻辑上的定义，在HotSpot中，方法区仅仅只是逻辑上的独立，实际上还是包含在Java堆中，也就是说，方法区在物理上属于Java堆区中的一部分，而永久区（Permanent Generation）就是方法区的实现。

3.2 堆（heap）

一个JVM实例只存在一个堆内存，堆内存的大小是可以调节的。类加载器读取了类文件后，需要把类、方法、常变量放到堆内存中，保存所有引用类型的真实信息，以方便执行器执行。

堆 在逻辑上分为三部分（Perm）：

• 新生代 （Young Generation，常称为YoungGen）：刚创建的内存存储位置，频繁地进行GC，若一个对象连续经过15次GC还没有被回收，它就会被放到老年代。位于堆空间 。

    - Eden区 ：存储新创建的对象；

    - Survior区 （幸存区）：存储GC次数1~14次的对象。

• 老年代 （Old Generation。常称为OldGen、TenuringGen）：GC的频次较低，位于堆空间 。

• 永久代 （Permanent Generation，常称为PermGen）：是一个常驻内存区域，用于存放JDK自身所携带的Class、Interface的元数据，也就是说它存储的是运行环境必须的类信息，被装在进此区域的数据是不会被垃圾回收器回收的，关闭JVM才会释放此区域所占用的内存。（不进行GC，类、方法、常量、静态修饰的内容都会放在永久代 ）位于非堆空间。

4. 构造方法

最常用的当然还是直接给一个字符串而不是用构造器。

此外还需要注意三个构造方法：

1、构造一个新的String并用指定的解码集解码，读入不同集的字符串会需要。

2、3：用一个StringBuffer或StringBuilder对象来构造String，这个可以实现StringBuffer或StringBuilder到String类的转变。

5. 各种方法

String类的方法很多。。。

1、返回指定索引处的char值，这还是很常用的，因为Java字符串不能像数组一样使用[索引]来访问，charAt方法就是替代。IntStream类先跳过，没学过。

2、返回Unicode的方法，目前还没用过。

3、按字典顺序比较两个字符串，不用多解释。

4、拼接字符串，返回拼接后的结果。

5、功能很明确

6、字符串与字符序列或StringBuffer比较是否相等。

7、判断字符串是否以指定的后缀结尾。

8、比较是否相等

9、指定的格式字符串和参数返回格式化字符串，没用过。

10、将字符串变为数组

11、返回字符串的哈希码

12、返回字符第一次出现的索引

13、啥是规范表示？

14、判断字符串是否为空

15、将字符序列按照指定的连接符拼接为字符串，这个很常用 。

16、返回字符最后一次出现的索引

17、返回字符串的长度，常用

18、现在不懂

19、判断字符串是否与指定的正则表达式匹配，没用过

20、不懂

21、判断两个字符串区域是否相等

22、返回该字符串重复了count次的字符串

23、字符串替换

24、字符串拆分，按照指定的拆分符

25、判断字符串是否以指定前缀开头

26、去除头尾的空格

27、取子字符串

28、将字符串转为字符数组

29、大小写

30、和strip类似，去除的不只空格

31、将数据类型转为字符串，注意是静态方法，直接用类名调用

6. 字符串拼接问题

观察如下代码：

package com.kaikeba.coreclasslibrary.string;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        String t1 = "锄禾日当午";
        String t2 = "汗滴禾下土";
        String t3 = "床前明月光";
        t1 = t1+t2+t3;
        System.out.println(t1);
    }
}

它在内存中的细节如下图所示：

通过“+”运算符会产生很多中间字符串，而且没有引用，另外因为字符串是存在字符串常量池，也就是在永久代中的， 所以GC不会来回收它们，这样就导致了一个严重的问题，内存占用过大 。

7. StringBuffer、StringBuilder类

为了解决上述的问题，就需要用到另外两个类StringBuffer和StringBuilder。这两个都是长度、内容可变的字符序列类型，字符串缓冲区类似于String，但是可以进行修改。它们两个方法上上很相似，主要区别是：StringBuffer是线程安全的，StringBuilder是线程不安全的，单个线程情况下，StringBuilder更快，线程的问题后续再介绍。

7.1 构造方法

两者是一样的，重点关注将String类直接转为相应的类的构造方法。

7.2 方法

   最常用的就是append和insert方法，插入新数据：

有加入就有删除：

还有设置：

注意获取长度是capacity：

还有一个需要特别记忆，翻转操作，String类没有：

还有一个需要特别注意，它们的toString方法已经被重写，调用toString直接将这两类转为String返回：

其他的方法很多String类的都有。

看一个简单例子：

package com.kaikeba.coreclasslibrary.string;

public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //线程不安全的实现
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        //StringBuffer 线程安全的实现
        sb.append("1");
        sb.append("2");
        sb.append("3");
        String text = sb.toString();
        System.out.println(text);
    }
}


结果为：
123