JAVA提高篇之字符串

最近学习JAVA String类，写点博客记录学习笔记，主要从五个部分介绍Java 字符串，（1）字符串String简介（2）字符串String 常用方法（3）字符串String常规操作如截断，查找分区等，（4）字符串的存储特性和不可变性，（5）String ,StringBuilder,Stringbuffer之间的比较。

（一）String简介

在JAVA中，我们用String来表示字符串，如"abd"，"132asdjkdv"，等内容， Java程序中的所有字符串文字（例如"abc" ）都被实现为此类的实例。

String是一个fianl类，代表不可变的字符序列。字符串不变; 它们的值在创建后不能被更改。字符串缓冲区支持可变字符串。因为String对象是不可变的，它们可以被共享。例如：

     String str = "abc";

相当于：

     char data[] = {'a', 'b', 'c'};
     String str = new String(data);

字符串的特点：

字符串的内容在创建后永不可变。（重点）
因为字符串在创建后是不可变的，所以字符串是可以共享的。
字符串的处理结果相当于char[ ]字符数组，但底层原理是byte[ ]字节数组。
通过new创建的字符串对象,每一次new都会申请一块内存空间,虽然内容是相同的,但是地址值是不同的，
以""方式给出的字符串,只要字符序列相同(顺序和大小写完全相同),无论在程序代码中出现几次,JVM都只会创建一个String对象放置于堆内存的字符串常量池中

String应用中的注意点

String s1 = "a"; 说明：在字符串常量池中创建了一个字面量为"a"的字符串。

s1 = s1 + "b"; 说明：实际上原来的“a”字符串对象已经丢弃了，现在在堆空间中产生了一个字符串s1+"b"（也就是"ab")。如果多次执行这些改变串内容的操作，会导致大量副本字符串对象存留在内存中，降低效率。如果这样的操作放到循环中，会极大影响程序的性能。

String s2 = "ab"; 说明：直接在字符串常量池中创建一个字面量为"ab"的字符串。

String s3 = "a" + "b"; 说明：s3指向字符串常量池中已经创建的"ab"的字符串。 String s4 = s1.intern(); 说明：堆空间的s1对象在调用intern()之后，会将常量池中已经存在的"ab"字符串赋值给s4。

（二）String常用方法

Java中String类常用的方法如下：

程序实例：

package strings;

/**
 * Created with IntelliJ IDEA.
 * User:  yongping Li
 * Date: 2020/11/14
 * Time: 10:47
 * Description: No Description
 */
/*
 String类适用于描述字符串事物。那么它就提供了多个方法对字符串进行操作。

 常用的方法如下：

 1、获取：
 	1.1 字符串中包含的字符数，也就是字符串的长度。
 		int length():获取长度。
 	1.2 根据位置获取该位置上的某个字符。
 		char charAt(int index):返回指定索引处的char值。
 	1.3 根据字符获取该字符在字符串的位置。
 		int indexOf(String str):返回的是str在字符串中第一次出现的位置。
 		int indexOf(int ch,int fromIndex):从fromIndex指定位置开始，获取ch在字符串中出现的位置。
 		int lastIndexOf(int ch):反向索引一个字符出现的位置

 2、判断：
 	2.1  字符串中是否包含某一个子串。
 		boolean contains(str);
 		特殊之处：indexOf(str):可以索引str第一次出现的位置，如果返回-1表示该str不在字符串中存在。
 				  所以，也可以用于对指定判断是否包含。
 				 if(str.indexOf("aa")!=-1)
 				  而且该方法既可以判断，又可以获取出现的位置
 	2.2 字符中是否有内容。
 		boolean isEmpty():原理就是判断长度是否为0.
 	2.3 字符串是否是以指定内容开头。
 		boolean startsWith(str);
 	2.4 字符串是否是以指定内容结尾。
 		boolean endsWith(str);
 	2.5判断字符串内容是否相同。复写Object类中的equals方法。
 		boolean equals(str);
 	2.6 判断内容是否相同，并忽略大小写
 		boolean equalsIgnoreCase();

 3、转换
 	3.1 将字符数组转换成字符串。
 		构造函数： String(char[])
 				  String(char[],offset,count):将字符数组中的一部分转换成字符串。
 		静态方法：
 				 static String copyValueOf(char[]);
 				 static String copyvalueOf(char[] data, int offset, int count);
 	3.2 将字符串转换成字符数组（重点）。
 				char[] toCharArray();
 	3.3 将字节数组转换成字符串。
 				 String(byte[])
 				 String(byte[],offset,count):将字节数组中的一部分转换成字符串。
 	3.4 将字符串转换成字节数组
 	3.5 将基本数据类型转换成字符串。
 		String valueOf(int);
 		String valueOf(double);

 		特殊：字符串和字节数组在转换过程中是可以指定编码表的。

 4、替换
 		String replace(oldchar,newchar);
 5、切割
 		String[] split(regex);
 6、子串            获取字符串中的一部分
 		String substring(begin);
 		String substring(begin,end);
 7、转换，去除空格，比较
 	7.1 将字符串转成大写或者小写。
 		String toUpperCase();
 		String toLowerCase();
 	7.2 将字符串两端的多个空格去除。
 		String trim();
 	7.3 将两个字符串进行自然顺序的比较。
 */

public class StringDemo {
    //转换，去除空格，比较
    public static void method_7(){
        String s="Hello Java";
        sop("原字符串为："+s);
        //转换大小写
        sop(s.toUpperCase());
        sop(s.toLowerCase());
        //去除空格
        sop(s.trim());

        //字符串比较
        String s1="acc";
        String s2="aaa";
        sop(s1.compareTo(s2));
    }
    //子串         获取字符串中的一部分
    public static void method_sub(){
        String s="abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
        sop("原字符串为");
        sop(s);
        String s1=s.substring(9); //从指定位置到结尾。如果角标不存在，则会出现字符串角标越界异常。
        sop("获取的子串s1为：");
        sop(s1);
        String s2=s.substring(7,20); //包含头，不包含尾。 获取整个字符串：s.substring(0,s.length());
        sop("获取的子串s2为：");
        sop(s2);
    }
    //切割
    public static void method_split(){
        String s="zhangsan,lisi,wangwu";
        String[] arr=s.split("a");
        sop("原字符串为：");
        sop(s);
        sop("切割后的字符串为：");
        for(int x=0;x<arr.length;x++)
        {
            System.out.print(arr[x]+" ");
        }
        System.out.println();
    }
    //判断
    public static void method_is(){
        String str="ArrayDemo.java";
        String str1="arraydemo.java";
        //判断文件名称是否以Array开头
        sop(str.startsWith("Array"));
        //判断文件名称是否是以.java结尾
        sop(str.endsWith(".java"));
        //判断文件名称中是否包含Demo
        sop(str.contains("Demo"));
        //判断两个文件名是否相同（区分大小写）
        sop(str.equals(str1));
        //判断两个文件名是否相同（不区分大小写）
        sop(str.equalsIgnoreCase(str1));
    }
    //获取
    public static void method_get(){
        String str="abcdeakpf";
        sop("字符串为："+str);
        //长度
        sop("字符串的长度为："+str.length());
        //根据索引获取字符
        sop("角标为四的位置上的字符为："+str.charAt(4));//当访问到字符串中不存在的角标时，会发生 StringIndexOutOfBoundsException异常
        //根据字符获取索引
        sop("从角标为3的位置开始往后索引 a 出现的位置为："+str.indexOf('a',3));//如果没有找到返回-1
        //反向索引一个字符出现的位置
        sop("从字符串右面开始索引第一个a出现的位置为："+str.lastIndexOf("a"));
    }
    //转换
    public static void method_trans(){
        char[] arr={'a','b','c','d','e','f','g','h'};
        String str="jkasdhavsgjv";
        char[] a=str.toCharArray();
        //字符串操作
        System.out.print("将字符串转换为字符数组为：[");
        for(int x=0;x<a.length;x++)
        {
            if(x<a.length-1)
                System.out.print(a[x]+",");
            else
                System.out.print("]");
        }
        System.out.println();
        //字符数组操作
        System.out.print("字符数组为：[");
        for(int x=0;x<arr.length;x++)
        {
            if(x<arr.length-1)
                System.out.print(arr[x]+",");
            else
                System.out.print("]");
        }
        System.out.println();
        String s=new String(arr);
        sop("转换成字符串为："+s);
        //获取从角标为1的位置的字符开始三个字符
        String s1=new String(arr,1,3);
        sop("从角标为1的位置的字符开始三个字符组成的字符串为："+s1);
    }
    //替换
    public static void method_replace(){

        String s="      hello java     ";

        String s1=s.replace('a', 'n'); //如果要替换的字符不存在，则返回的还是原字符串

        sop("原来的字符串为："+s);

        sop("替换字符后的字符串为："+s1);

    }
    //主函数
    public static void main(String[] args) {
        method_get();
        method_is();
        method_trans();
        method_replace();
        method_split();
        method_sub();
        method_7();
    }
    //输出结果
    public static void sop(Object obj){
        System.out.println(obj);
    }
}

运行结果：

字符串为：abcdeakpf
字符串的长度为：9
角标为四的位置上的字符为：e
从角标为3的位置开始往后索引 a 出现的位置为：5
从字符串右面开始索引第一个a出现的位置为：5
true
true
true
false
true
将字符串转换为字符数组为：[j,k,a,s,d,h,a,v,s,g,j,]
字符数组为：[a,b,c,d,e,f,g,]
转换成字符串为：abcdefgh
从角标为1的位置的字符开始三个字符组成的字符串为：bcd
原来的字符串为：      hello java     
替换字符后的字符串为：      hello jnvn     
原字符串为：
zhangsan,lisi,wangwu
切割后的字符串为：
zh ngs n,lisi,w ngwu 
原字符串为
abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
获取的子串s1为：
jklmnopqrstuvwxyz
获取的子串s2为：
hijklmnopqrst
原字符串为：Hello Java
HELLO JAVA
hello java
Hello Java
2

Process finished with exit code 0

（三）字符串的常规操作

字符串的常规操作有查找，截取，和分割等，这些在String类中相应的方法，可以直接调用，亦或是几个方法的综合调用。

package strings;

/**
 * Created with IntelliJ IDEA.
 * User:  yongping Li
 * Date: 2020/11/14
 * Time: 10:53
 * Description: No Description
 */
public class  newStringDemo {

    public static void main(String[] args) {
        /*
         * 查找子串
         */
        String str1="dwqae12232aebdalf";
        //查找指定字符第一次出现的位置
        int first1=str1.indexOf(97);//参数为字符的ascii码
        //查找指定字符串第一次出现的位置
        int first2=str1.indexOf("12");
        //查找指定字符第一次出现的位置，从索引处开始（包括索引处）
        int first3=str1.indexOf(97, 0);
        //查找指定字符串第一次出现的位置，从索引处开始（包括索引处
        int first4=str1.indexOf("12232",0);
        System.out.println("first1="+first1);
        System.out.println("first1="+first2);
        System.out.println("first1="+first3);
        System.out.println("first1="+first4);
        System.out.println("-------------");
        /*
         * 截取字符串
         */
        //从索引处到末尾（不包括索引处）
        String substr1=str1.substring(5);
        //指定区间（包括结束索引处）
        String substr2=str1.substring(5, 10);
        System.out.println("substr1="+substr1);
        System.out.println("substr2="+substr2);
        System.out.println("-------------");
        /*
         * 分割字符串
         */
        //以a为分割字符
        String[] splitstr=str1.split("a");
        for(String res : splitstr){
            System.out.println(res);
        }
        //注：如果分割字符为正则表达式里的字符，则需要"\"做转义
    }

}

运行结果如下·：

first1=3
first1=5
first1=3
first1=5
-------------
substr1=12232aebdalf
substr2=12232
-------------
dwq
e12232
ebd
lf

Process finished with exit code 0

（四）字符串的存储特性和不可变性

在Java的内存分配中，总共3种常量池，分别是Class常量池、运行时常量池、字符串常量池， JVM的内存结构为：

String定义时的内存分析：

String类的定义

String s1="abc";

String s2="abc";

s1="hello";

String 内存分析：

String 的两种定义方式比较

String S="abc";
String s=new String("abc");

内存分析：

String 与char数组的比较：

//String的两种定义方式
String a="abc";
String s=new String("abc");


char[] arr={'a','b'};

char [] ass={'a','b','c','d','e'};

String s=new String(arr,13,43);

内存分析：

综上，即String s="adb"，abd存储于常量池中，String s=new String("abd"),s指向堆之中的value，value指向常量池中的abd；

String的不可变性指的是：String中每一个看上去修改String的值的方法，实际上都是创建了一个全新的String对象，以包含修改之后的String对象，而最初的String对象没有发生变化。

程序示例：

package strings;//: strings/Immutable.java


public class Immutable {
  public static String upcase(String s) {
    return s.toUpperCase();
  }
  public static void main(String[] args) {
    String q = "howdy";
    System.out.println(q); // howdy
    String qq = upcase(q);
    System.out.println(qq); // HOWDY
    System.out.println(q); // howdy
  }
} /* Output:
howdy
HOWDY
howdy
*///:~

运行结果为

代码示例：

package strings;

/**
 * Created with IntelliJ IDEA.
 * User:  yongping Li
 * Date: 2020/11/14
 * Time: 15:10
 * Description: No Description
 */
public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "abc";
        String str2 = "bcd";

        System.out.println(str1);
        System.out.println(str2);

        str1 = str2;
        System.out.println(str1);
        System.out.println(str2);
        System.out.println(str1 == str2);

        //.......
        str1 = new String("bcd");
        System.out.println(str1);
        System.out.println(str1 == str2);
    }

}

运行结果：

运行流程分析：

开始运行程序：

String str1 = "abc";
String str2 = "bcd";

（从内存层面来看）在使用字面值来创建String时，编译器会在静态方法区（字符串常量池）里寻找是否已经存在字面值（这里是abc 和bcd）如果没有就会在静态方法区（字符串常量池）里创建，并为我们的str1 str2 赋值（将abc的地址赋给str1，同理str2）；

å¨è¿éæå¥å¾çæè¿°

而后

str1 = str2;

å¨è¿éæå¥å¾çæè¿°

其后创建对象时

str1 = new String("bcd");

å¨è¿éæå¥å¾çæè¿°

当二者比较时：

str2 = new String("bcd");
System.out.println(str1 == str2);

å¨è¿éæå¥å¾çæè¿°

（五）String StringBuilder,StringBuffer之间的比较

StringBuilder 和StringBuffer是对于String的改进，我们知道，String具有不可变性和长度确定性，即为不可变的字符序列，那么，如何定义可变的字符序列，java.lang.StringBuffer代表可变的字符序列，可以对字符串内容进行增删，此时不会产生新的对象。很多方法与String相同，作为参数传递时，方法内部可以改变值。

StringBuffer类不同于String，其对象必须使用构造器生成。有三个构造器：

StringBuffer()：初始容量为16的字符串缓冲区

StringBuffer(int size)：构造指定容量的字符串缓冲区

StringBuffer(String str)：将内容初始化为指定字符串内容

常用方法

StringBuffer append(xxx)：提供了很多的append()方法，用于进行字符串拼接

StringBuffer delete(int start,int end)：删除指定位置的内容

StringBuffer replace(int start, int end, String str)：把[start,end)位置替换为str

StringBuffer insert(int offset, xxx)：在指定位置插入xxx StringBuffer reverse() ：把当前字符序列逆转

StringBuilder 和 StringBuffer 非常类似，均代表可变的字符序列，而且提供相关功能的方法也一样 

面试题：对比String、StringBuffer、StringBuilder

String(JDK1.0)：不可变字符序列

StringBuffer(JDK1.0)：可变字符序列、效率低、线程安全

StringBuilder(JDK 5.0)：可变字符序列、效率高、线程不安全注意：作为参数传递的话，方法内部String不会改变其值，StringBuffer和StringBuilder 会改变其值。

继承结构：

è¿éåå¾çæè¿°

三者比较

1）String是不可变字符序列，StringBuilder和StringBuffer是可变字符序列。
2）执行速度StringBuilder > StringBuffer > String。
3）StringBuilder是非线程安全的，StringBuffer是线程安全的

（六）String与基本数据类型之间的转换

JAVA提高篇之字符串

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