Java——字符串

2024-06-09 1299阅读

前言

字符串详解

文章目录

一、String类
- 1.1 创建字符串
- 1.2 String的操作
- 二、StringBuilder类
- 三、StringBuffer类
- 四、StringJoiner类
  一、String类
  
  String类位于java.lang包中，用于表示字符串的不可变对象。
  
  1.1 创建字符串
  
  我们可以使用字面量和使用new关键字创建字符串，但有一些区别：
  
  字面量创建字符串：
```
String str1 = "Hello, World!";
String str2 = "Hello, World!";
System.out.println(str1 == str2); // 输出: true，str1和str2指向的是同一个字符串对象
```
  当使用字面量创建字符串时，Java会先检查字符串常量池（String Pool）（在Java7之前，常量池在永久代，在7之后字符串常量池移至堆内存），中是否已经存在内容相同的字符串。如果存在，则直接返回池中的引用，而不会创建新的对象。如果不存在，则将该字符串添加到池中。
  
  使用new关键字创建字符串
```
//将字符数组转换为字符串对象
char[] charArray = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};
String str1 = new String(charArray);
//使用字节数组的部分内容的构造方法，根据ASCII码找到对应的字符
byte[] byteArray = {72, 101, 108, 108, 111};
String str = new String(byteArray);
System.out.println(str); // 输出: Hello
//根据传递的字符串创建新的字符串对象
String str3 = new String("Hello, World!");
String str4 = new String("Hello, World!");
System.out.println(str3 == str4); // 输出: false
```
  在这个例子中，str3和str4是两个不同的对象，即使它们的内容相同，因为每次new都会创建新的实例。
  
  1.2 String的操作
  
  基本操作：
  获取字符串长度
```
String str1 = "Hello, World!";
int length = str1.length();//length = 13
```
  获取指定位置的字符
```
char ch = str1.charAt(0); // 'H'
```
  获取子字符串
```
String subStr = str1.substring(0, 5); // "Hello"
```
  字符串比较：
  在使用new关键字创建对象时我们发现，直接将对象进行比较，即使字符串内容完全一致，返回的也是false,这是因为str3和str4实际上都是对内存中实际对象的引用，如果我们要比较字符串需要使用equals和equalsIgnoreCase方法
```
String str3 = new String("Hello, World!");
String str4 = new String("Hello, World!");
System.out.println(str3 == str4); // 输出: false
```
  使用equals()方法
```
boolean isEqual = str1.equals(str2);
```
  使用equalsIgnoreCase()方法，忽略大小写
```
boolean isEqualIgnoreCase = str1.equalsIgnoreCase("hello, world!");
```
  字符串查找：
  查找子字符串的索引
```
int index = str1.indexOf("World"); // 7
```
  判断是否包含子字符串
```
boolean contains = str1.contains("World");
```
  字符串转换：
  转换为小写
```
String lowerStr = str1.toLowerCase();
```
  转换为大写
```
String upperStr = str1.toUpperCase();
```
  字符串拼接：
  使用+操作符
```
String str4 = "Hello, " + "World!";
```
  二、StringBuilder类
  
  StringBuilder类用于创建和操作可变字符串。它是java.lang包的一部分，专门用于在需要对字符串进行频繁修改的场景下提高性能。
  
  我们知道String类创建的对象是不可变对象，也就是说，如果这意味着一旦一个String对象被创建，它的值就不能被修改，举例：
```
String str1 = "Hello";
String str2 = str1; // str2和str1引用同一个字符串对象
str1 = str1 + " World"; // 会创建一个新的字符串对象，但str1引用的对象不会被修改
System.out.println(str1); // 输出: Hello World
System.out.println(str2); // 输出: Hello
```
  虽然我们对 str1 进行了拼接，但实际上是创建了一个新的字符串对象，并将 str1 指向这个新对象，而 str2 仍然指向原始的 “Hello” 对象。
  
  StringBuilder对象是可变的，这意味着它的内容可以在不创建新对象的情况下被修改。
```
// 初始状态
System.out.println("初始状态:");
System.out.println("StringBuilder地址: " + System.identityHashCode(sb));
// 追加字符串
sb.append(" World");
System.out.println("StringBuilder地址: " + System.identityHashCode(sb));
//追加字符串前后的地址并不会改变
```
  StringBuilder的底层实现主要依赖于一个可变的字符数组 char[]，以及一个表示当前字符串长度的整数 length。StringBuilder类提供了一系列方法来操作这个字符数组，从而实现字符串的各种操作，如追加、插入、删除、替换等。
  
  StringBuilder的基本操作
```
StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello");
// 追加字符串
sb.append(" World");
System.out.println(sb.toString()); // 输出: Hello World
// 插入字符串
sb.insert(5, " Beautiful");
System.out.println(sb.toString()); // 输出: Hello Beautiful World
// 删除字符串
sb.delete(5, 16);
System.out.println(sb.toString()); // 输出: Hello World
// 替换字符串
sb.replace(6, 11, "Java");
System.out.println(sb.toString()); // 输出: Hello Java
// 反转字符串
sb.reverse();
System.out.println(sb.toString()); // 输出: avaJ olleH
// 设置长度
sb.setLength(5);
System.out.println(sb.toString()); // 输出: avaJ
```
  三、StringBuffer类
  
  StringBuilder和StringBuffer都是Java中用于操作可变字符串的类，它们的主要区别在于线程安全性和性能特征。
  
  StringBuilder 是在 Java 5 中引入的，它是非线程安全的，但是在单线程环境中性能更好。主要特点包括：
  - 非线程安全：StringBuilder 的方法不是线程安全的，适合在单线程环境下使用。
  - 性能：由于不需要进行线程同步操作，StringBuilder 的性能通常比 StringBuffer 更高。
  - 可变性：StringBuilder 是可变的，允许在不创建新对象的情况下修改其内容。
    StringBuffer 是 StringBuilder 的前身，它从 Java 1.0 开始就存在了，提供了与 StringBuilder 类似的 API，但是它是线程安全的。主要特点包括：
    - 线程安全：所有 StringBuffer 的方法都是同步的，所以它是线程安全的，适合在多线程环境下使用。
    - 性能：由于需要进行线程同步操作，StringBuffer 的性能通常比 StringBuilder 差一些。
    - 可变性：StringBuffer 也是可变的，允许在不创建新对象的情况下修改其内容。
      四、StringJoiner类
      
      StringJoiner 是 Java 8 中引入的一个类，用于在处理字符串序列时，特别是以分隔符分隔的序列时，提供了方便的方法。它允许你指定一个分隔符、可选的前缀和后缀，然后通过追加元素来构建最终的字符串。
      
      主要特点和用法
      1. 构造方法
        
        StringJoiner 提供了多个构造方法，其中最常用的是带有分隔符参数的构造方法：
        
        StringJoiner sj = new StringJoiner(",", "[", "]");
        
        第一个参数是分隔符，用于将添加的元素分隔开。
        第二个参数是可选的前缀。
        第三个参数是可选的后缀。
        
        添加元素
        
        使用 add 方法向 StringJoiner 中添加元素：
        
        sj.add("Apple").add("Banana").add("Cherry");
        
        这会在 StringJoiner 中依次添加 “Apple”, “Banana”, “Cherry” 这三个元素，每个元素之间用逗号分隔。
        
        获取结果
        
        使用 toString 方法获取最终的合并结果：
        
        String result = sj.toString();
        
        在上面的例子中，result 的值将是 "[Apple,Banana,Cherry]"。
      可选操作
      - 设置空值处理
        
        可以通过 setEmptyValue 方法设置当 StringJoiner 没有任何元素时，默认的返回值：
        
        StringJoiner sj = new StringJoiner(","); sj.setEmptyValue("Empty");
        
        当没有任何元素被添加时，调用 toString 方法会返回 “Empty”。
      - 合并多个 StringJoiner
        
        可以使用 merge 方法合并多个 StringJoiner：
        
        StringJoiner sj1 = new StringJoiner(","); sj1.add("Apple").add("Banana"); StringJoiner sj2 = new StringJoiner(","); sj2.add("Cherry").add("Date"); sj1.merge(sj2);
        
        这将把 sj2 中的元素合并到 sj1 中。
        
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