Java（十）认识String类
一、String类的重要性
在C语言中已经涉及到字符串了，但是在C语言中要表示字符串只能使用字符数组或者字符指针，可以使用标准库提供的字符串系列函数完成大部分操作，但是这种将数据和操作数据方法分离开的方式不符合面相对象的思想，而字符串应用又非常广泛，因此Java语言专门提供了String类。
二、常用方法
字符串的构造
String类提供的构造方式非常多，常用的就以下三种：
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(s1);
// 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(s1);
}【注意】
1. String是引用类型，内部并不存储字符串本身。
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());String对象的比较
字符串的比较是常见操作之一，比如：字符串排序。Java中总共提供了4中方式：
1. ==比较是否引用同一个对象
注意：对于内置类型，==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equals方法，Object中equals默认按照==比较，String重写equals方法后，按照如下规则进行比较，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为两个字符长度最小值)，返回值两个字符串长度差值
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 compareToIgnoreCase(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
}字符串查找
字符串查找也是字符串中非常常见的操作，String类提供的常用查找的方法：
方法 |
功能 |
char charAt(int index) |
返回index位置上字符，如果index为负数或者越界，抛出IndexOutOfBoundsException异常 |
int indexOf(int ch) |
返回ch第一次出现的位置，没有返回-1 |
int indexOf(int ch, int fromIndex) |
从fromIndex位置开始找ch第一次出现的位置，没有返回-1 |
int indexOf(String str) |
返回str第一次出现的位置，没有返回-1 |
int indexOf(String str, int fromIndex) |
从fromIndex位置开始找str第一次出现的位置，没有返回-1 |
int lastIndexOf(int ch) |
从后往前找，返回ch第一次出现的位置，没有返回-1 |
int lastIndexOf(int ch, int fromIndex) |
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 |
int lastIndexOf(String str) |
从后往前找，返回str第一次出现的位置，没有返回-1 |
int lastIndexOf(String str, int fromIndex) |
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 |
public static void main(String[] args) {
String s = "aaabbbcccaaabbbccc";
System.out.println(s.charAt(3)); // 'b'
System.out.println(s.indexOf('c')); // 6
System.out.println(s.indexOf('c', 10)); // 15
System.out.println(s.indexOf("bbb")); // 3
System.out.println(s.indexOf("bbb", 10)); // 12
System.out.println(s.lastIndexOf('c')); // 17
System.out.println(s.lastIndexOf('c', 10)); // 8
System.out.println(s.lastIndexOf("bbb")); // 12
System.out.println(s.lastIndexOf("bbb", 10)); // 3
}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", 2019, 9,14);
System.out.println(s);
}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：
替换所有的指定内容：String replaceAll(String regex, String replacement)
替换首个内容：String replaceFirst(String regex, String replacement)
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.
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：
将字符串全部拆分：String[] split(String regex)
将字符串以指定的格式，拆分为limit组：String[] split(String regex, int limit)
eg：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.
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：
从指定索引截取到结尾：String substring(int beginIndex)
截取部分内容：String substring(int beginIndex, int endIndex)
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
字符串常量池
创建对象的思考
下面两种创建String对象的方式相同吗？
public static void main(String[] args) {
String s1 = "hello";
String s2 = "hello";
String s3 = new String("hello");
String s4 = new String("hello");
System.out.println(s1 == s2); // true
System.out.println(s1 == s3); // false
System.out.println(s3 == s4); // false
}上述程序创建方式类似，为什么s1和s2引用的是同一个对象，而s3和s4不是呢？
在Java程序中，类似于：1， 2， 3，3.14，“hello”等字面类型的常量经常频繁使用，为了使程序的运行速度更快、更节省内存，Java为8种基本数据类型和String类都提供了常量池。
为了节省存储空间以及程序的运行效率，Java中引入了：
1. Class文件常量池：每个.Java源文件编译后生成.Class文件中会保存当前类中的字面常量以及符号信息
2. 运行时常量池：在.Class文件被加载时，.Class文件中的常量池被加载到内存中称为运行时常量池，运行时常量池每个类都有一份
3. 字符串常量池
字符串常量池(StringTable)
字符串常量池在JVM中是StringTable类，实际是一个固定大小的HashTable，不同JDK版本下字符串常量池的位置以及默认大小是不同的
注意：
1. 在JVM中字符串常量池只有一份，是全局共享的
2. 刚开始字符串常量池是空的，随着程序不断运行，字符串常量池中元素会越来越多
3. 当类加载时，字节码文件中的常量池也被加载到JVM中，称为运行时常量池，同时会将其中的字符串常量保存在字符串常量池中
4. 字符创常量池中的内容：一部分来自运行时常量池，一部分来自程序动态添加
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。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
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
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。
三、StringBuilder和StringBuffer
StringBuilder的介绍
由于String的不可更改特性，为了方便字符串的修改，Java中又提供StringBuilder和StringBuffffer类。这两个类大部分功能是相同的。
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