Java学习_01：字符串(String)

转载：http://www.weixueyuan.net/view/6317.html

Java字符串(String)
从表面上看，字符串就是双引号之间的数据，例如“微学苑”、“http://www.weixueyuan.net”等。在Java中，可以使用下面的方法定义字符串：

 String stringName = "string content";

例如：

String url = "http://www.weixueyuan.net";
String webName = "微学苑";

字符串可以通过“+”连接，基本数据类型与字符串进行“+”操作一般也会自动转换为字符串，例如：

class Demo {
    public static void main(String[] args){
        String stuName = "小明";
        int stuAge = 17;
        float stuScore = 92.5f;

        String info = stuName + "的年龄是 " + stuAge + "，成绩是 " + stuScore;
        System.out.println(info);
    }
}
运行结果：
小明的年龄是 17，成

运行结果：
小明的年龄是 17，成绩是 92.5

String字符串与数组有一个共同点，就是它们被初始化后，长度是不变的，并且内容也不变。如果要改变它的值，就会产生一个新的字符串，如下所示：

String str = "Hello ";
str += "World!";

这个赋值表达式看起来有点像简单的接龙，在str后面直接加上一个“World!”字符串，形成最后的字符串“Hello World!”。其运行原理是这样的：程序首先产生了str1字符串，并在内存中申请了一段空间。此时要追加新的字符串是不可能的，因为字符串被初始化后，长度是固定的。如果要改变它，只有放弃原来的空间，重新申请能够容纳“Hello World!”字符串的内存空间，然后将“Hello World!”字符串放到内存中。

实际上，String 是java.lang包下的一个类，按照标准的面向对象的语法，其格式应该为：
String stringName = new String(“string content”);
例如：

String url = new String("http://www.weixueyuan.net");

但是由于String特别常用，所以Java提供了一种简化的语法。

使用简化语法的另外一个原因是，按照标准的面向对象的语法，在内存使用上存在比较大的浪费。例如String str = new String(“abc”);实际上创建了两个String对象，一个是”abc”对象，存储在常量空间中，一个是使用new关键字为对象str申请的空间。
字符串操作

String对象有很多方法，可以方便的操作字符串。
1) length() 方法

length() 返回字符串的长度，例如：

String str1 = "微学苑";
String str2 = "weixueyuan";
System.out.println("The lenght of str1 is " + str1.length());
System.out.println("The lenght of str2 is " + str2.length());

输出结果：
The lenght of str1 is 3
The lenght of str2 is 10

可见，无论是字母、数字，还是汉字，每个字符的长度都是1。
2) charAt() 方法

charAt() 方法的作用是按照索引值获得字符串中的指定字符。Java规定，字符串中第一个字符的索引值是0，第二个字符的索引值是1，依次类推。例如：

String str = "123456789";
System.out.println(str.charAt(0) + "    " + str.charAt(5) + "    " + str.charAt(8));

输出结果：
1 6 9
3) contains() 方法

contains() 方法用来检测字符串是否包含某个子串，例如：

String str = "weixueyuan";
System.out.println(str.contains("yuan"));

输出结果：
true
4) replace() 方法

字符串替换，用来替换字符串中所有指定的子串，例如：

String str1 = "The url of weixueyuan is www.weixueyuan.net!";
String str2 = str1.replace("weixueyuan", "微学苑");
System.out.println(str1);
System.out.println(str2);

输出结果：
The url of weixueyuan is www.weixueyuan.net!
The url of 微学苑 is www.微学苑.net!

注意：replace() 方法不会改变原来的字符串，而是生成一个新的字符串。
5) split() 方法

以指定字符串作为分隔符，对当前字符串进行分割，分割的结果是一个数组，例如：

import java.util.*;
public class Demo {
    public static void main(String[] args){
        String str = "wei_xue_yuan_is_good";
        String strArr[] = str.split("_");
        System.out.println(Arrays.toString(strArr));
    }
}

运行结果：
[wei, xue, yuan, is, good]

以上仅仅列举了几个常用的String对象的方法，更多方法和详细解释请参考API文档。

Java StringBuffer与StringBuider

String 的值是不可变的，每次对String的操作都会生成新的String对象，不仅效率低，而且耗费大量内存空间。

StringBuffer类和String类一样，也用来表示字符串，但是StringBuffer的内部实现方式和String不同，在进行字符串处理时，不生成新的对象，在内存使用上要优于String。

StringBuffer 默认分配16字节长度的缓冲区，当字符串超过该大小时，会自动增加缓冲区长度，而不是生成新的对象。

StringBuffer不像String，只能通过 new 来创建对象，不支持简写方式，例如：
StringBuffer str1 = new StringBuffer(); // 分配16个字节长度的缓冲区
StringBuffer str2 = =new StringBuffer(512); // 分配512个字节长度的缓冲区
// 在缓冲区中存放了字符串，并在后面预留了16个字节长度的空缓冲区
StringBuffer str3 = new StringBuffer(“www.weixueyuan.net”);
StringBuffer类的主要方法

StringBuffer类中的方法主要偏重于对于字符串的操作，例如追加、插入和删除等，这个也是StringBuffer类和String类的主要区别。实际开发中，如果需要对一个字符串进行频繁的修改，建议使用 StringBuffer。
1) append() 方法

append() 方法用于向当前字符串的末尾追加内容，类似于字符串的连接。调用该方法以后，StringBuffer对象的内容也发生改变，例如：

StringBuffer str = new StringBuffer(“biancheng100”);
str.append(true);

则对象str的值将变成”biancheng100true”。注意是str指向的内容变了，不是str的指向变了。

字符串的”+“操作实际上也是先创建一个StringBuffer对象，然后调用append()方法将字符串片段拼接起来，最后调用toString()方法转换为字符串。

这样看来，String的连接操作就比StringBuffer多出了一些附加操作，效率上必然会打折扣。

但是，对于长度较小的字符串，”+“操作更加直观，更具可读性，有些时候可以稍微牺牲一下效率。
2) deleteCharAt()

deleteCharAt() 方法用来删除指定位置的字符，并将剩余的字符形成新的字符串。例如：
StringBuffer str = new StringBuffer(“abcdef”);
str. deleteCharAt(3);
该代码将会删除索引值为3的字符，即”d“字符。

你也可以通过delete()方法一次性删除多个字符，例如：
StringBuffer str = new StringBuffer(“abcdef”);
str.delete(1, 4);
该代码会删除索引值为1~4之间的字符，包括索引值1，但不包括4。
3) insert() 方法

insert() 用来在指定位置插入字符串，可以认为是append()的升级版。例如：
StringBuffer str = new StringBuffer(“abcdef”);
str.insert(3, “xyz”);
最后str所指向的字符串为 abcdxyzef。
4) setCharAt() 方法

setCharAt() 方法用来修改指定位置的字符。例如：
StringBuffer str = new StringBuffer(“abcdef”);
str.setCharAt(3, ‘z’);
该代码将把索引值为3的字符修改为 z，最后str所指向的字符串为 abczef。

以上仅仅是部分常用方法的简单说明，更多方法和解释请查阅API文档。
String和StringBuffer的效率对比

为了更加明显地看出它们的执行效率，下面的代码，将26个英文字母加了10000次。

public class Demo {
    public static void main(String[] args){
        String fragment = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
        int times = 10000;

        // 通过String对象
        long timeStart1 = System.currentTimeMillis();
        String str1 = "";
        for (int i=0; ilong timeEnd1 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("String: " + (timeEnd1 - timeStart1) + "ms");

        // 通过StringBuffer
        long timeStart2 = System.currentTimeMillis();
        StringBuffer str2 = new StringBuffer();
        for (int i=0; ilong timeEnd2 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("StringBuffer: " + (timeEnd2 - timeStart2) + "ms");
    }
}

运行结果：
String: 5287ms
StringBuffer: 3ms

结论很明显，StringBuffer的执行效率比String快上千倍，这个差异随着叠加次数的增加越来越明显，当叠加次数达到30000次的时候，运行结果为：
String: 35923ms
StringBuffer: 8ms

所以，强烈建议在涉及大量字符串操作时使用StringBuffer。
StringBuilder类

StringBuilder类和StringBuffer类功能基本相似，方法也差不多，主要区别在于StringBuffer类的方法是多线程安全的，而StringBuilder不是线程安全的，相比而言，StringBuilder类会略微快一点。

StringBuffer、StringBuilder、String中都实现了CharSequence接口。

CharSequence是一个定义字符串操作的接口，它只包括length()、charAt(int index)、subSequence(int start, int end) 这几个API。

StringBuffer、StringBuilder、String对CharSequence接口的实现过程不一样，如下图所示：

图1 对CharSequence接口的实现

可见，String直接实现了CharSequence接口；StringBuilder 和 StringBuffer都是可变的字符序列，它们都继承于AbstractStringBuilder，实现了CharSequence接口。
总结

线程安全：
StringBuffer：线程安全
StringBuilder：线程不安全

速度：
一般情况下，速度从快到慢为 StringBuilder > StringBuffer > String，当然这是相对的，不是绝对的。

使用环境：
操作少量的数据使用 String；
单线程操作大量数据使用 StringBuilder；
多线程操作大量数据使用 StringBuffer。