[Java知识库]字符串String类（Java语言）

前言

我们在学习C语言，对于字符串是没有专门的类型进行定义的，而Java语言是有专门的类型定义字符串的——String，这篇博客将会详细的介绍Java中对于字符串类型的讲解。

创建字符串

常见的构造String的方式

public class TestDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //方式一
        String str = "hello";
        //方式二
        //调用构造方法进行构造对象
        String str2 = new String("hello");
        //方式三
        char[] chars = {'a', 'b', 'c'};
        String str3 = new String(chars);
        System.out.println(str3);
    }
}

注意事项：

• “hello”这样的字符串字面值常量，类型也是String。
• String也是引用类型。

引用类型：

引用类似于 C 语言中的指针, 只是在栈上开辟了一小块内存空间保存一个地址。但是引用和指针又不太相同, 指针能进行各种数字运算(指针+1)之类的, 但是引用不能, 这是一种 “没那么灵活” 的指针。
另外, 也可以把引用想象成一个标签, “贴” 到一个对象上。一个对象可以贴一个标签, 也可以贴多个。如果一个对象上面一个标签都没有, 那么这个对象就会被 JVM 当做垃圾对象回收掉。
Java 中数组, String, 以及自定义的类都是引用类型。

因此，String str = “hello”;这样的代码内存布局如下：

因此，String str1 = “Hello”;String str2 = str1;这样的代码内存布局如下：

那么问题来了，如果修改str1，那么str2会不会随之改变呢？

str1 = "world";
System.out.println(str2);
// 执行结果
Hello

实际上，str1 = “world”，并不算真正的“修改”字符串，而是让str1这个引用指向一个新的String对象。

因此，我们知道了，传引用不一定就能改变对应的值，而是要从底层的出发，看这个引用的作用是什么，又干了些什么。

字符串比较相等

引用比较

如果现在有两个int型变量，判断其相等可以使用==完成。

int x = 10 ;
int y = 10 ;
System.out.println(x == y); 
// 执行结果
true

那么如果是String类对象使用==呢？
代码1

String str1 = "Hello";
String str2 = "Hello"; 
System.out.println(str1 == str2); 
// 执行结果
true 

代码2

String str1 = new String("Hello");
String str2 = new String("Hello");
System.out.println(str1 == str2);
// 执行结果
false

为什么会出现这种情况呢？
对于代码1内存布局是这样的：

我们发现，str1 和 str2 是指向同一个对象的。此时如 “Hello” 这样的字符串常量是在字符串常量池中。

字符串常量池：
如 “Hello” 这样的字符串字面值常量，也是需要一定的内存空间来存储的。这样的常量具有一个特点，就是不需要修改(常量嘛)。所以如果代码中有多个地方引用都需要使用 “Hello” 的话，就直接引用到常量池的这个位置就行了，而没必要把 “Hello” 在内存中存储两次。也就是说字符串常量值是为了提高效率而存在的。

而对于代码2内存布局是这样的：

通过String str1 = new String(“Hello”); 这样的方式创建的String对象相当于再堆上另外开辟了空间来存储"Hello"的内容, 也就是内存中存在两份"Hello"。

内容比较

上面的String使用==比较并不是在比较字符串内容，而是比较两个引用是否是指向同一个对象。那么如何比较字符串中的内容呢？很简单，我们可以通过String类提供的equals方法进行比较。举个例子：

String str1 = new String("Hello");
String str2 = new String("Hello");
System.out.println(str1.equals(str2));
// System.out.println(str2.equals(str1)); // 或者这样写也行
// 执行结果
true

如此我们就可以比较字符串的内容了，当然equals（）方法有注意事项的。举一个例子：

String str = new String("Hello");
// 方式一
System.out.println(str.equals("Hello"));
// 方式二
System.out.println("Hello".equals(str));

从本质上来看，这两种方法都可以，但是使用方式一会有一个问题，当str为null时，方式一会抛出空指针异常，因此我们在使用时需要注意，使用equals（）方法的对象会不会为null。

理解字符串不可变

字符串是一种不可变对象。它的内容不可改变。
String 类的内部实现也是基于 char[] 来实现的，但是 String 类并没有提供 set 方法之类的来修改内部的字符数组。
我们来看这样一组代码：

String str = "hello" ; 
str = str + " world" ; 
str += "!!!" ; 
System.out.println(str); 
// 执行结果
hello world!!!

形如 += 这样的操作，表面上好像是修改了字符串，其实不是。内存变化如下:
首先为“hello”开辟一块空间，由str指向“hello”对象。

其次为“world”开辟一块空间，再将“hello”和“world”连起来，再为“hello world”开辟一块空间，最后由str指向“hello world”。

下面的也是如此，因此我们知道：+= 之后 str 打印的结果却是变了，但是不是 String 对象本身发生改变，而是 str 引用到了其他的对象。所以在编程时，我们不能出现下面类似的代码，否则效率会很低。

String str = "hello" ; 
for(int x = 0; x < 1000; x++) {
    str += x ; 
}
System.out.println(str);

字符，字节与字符串

字符与字符串

字符串内部包含一个字符数组，String 可以和 char[] 相互转换。
代码1：

public static void main(String[] args) {
        char[] val = {'a', 'b', 'c'};
        String str = new String(val);
        System.out.println(str);
    }

作用：将字符数组中的所有内容变成字符串。
解释：String（char val[ ]）构造方法，将val[ ]数组的内容变成字符串。
结果：

代码2：

public static void main(String[] args) {
        char[] val = {'a', 'b', 'c','d','e'};
        String str = new String(val,1,3);
        System.out.println(str);
    }

作用：将部分字符数组中的内容变成字符串。
解释：String（char value[ ],int offset, int count）构造方法，将val[ ]数组从下标为offset的位置到后面count个元素变成字符串。
结果：
代码3：

public static void main(String[] args) {
        String str = "hello";
        char ch = str.charAt(2);
        System.out.println(ch);
    }

作用：获得指定索引位置的字符，索引从0开始。
解释：charAt（int index）方法，获得字符串中第index下标的字符。
结果：
代码4：

public static void main(String[] args) {
        String str = "hello";
        char[] chars = str.toCharArray();
        System.out.println(Arrays.toString(chars));
    }

作用：将字符串变成字符数组返回。
解释：toCharArray（）方法，将调用的字符串变成字符数组，并返回该数组。
结果：

字节与字符串

代码1：

public static void main(String[] args) {
        byte[] bytes = {97, 98, 99, 100};
        String str = new String(bytes);
        System.out.println(str);
    }

作用：将字节数组变成字符串
解释：String（byte bytes[ ]）构造方法，将bytes[ ]字节数组变成对应的字符串。
结果：

代码2：

public static void main(String[] args) {
        byte[] bytes = {97, 98, 99, 100};
        String str = new String(bytes,1,3);
        System.out.println(str);
    }

作用：将部分字节数组中的内容变成字符串。
解释：String（byte bytes[ ]，int offset，int length）构造方法，将val[ ]数组从下标为offset的位置到后面count个元素变成字符串。
结果：
代码3：

public static void main(String[] args) {
        String str2 = "abcd";
        byte[] bytes = str2.getBytes();
        System.out.println(Arrays.toString(bytes));
    }

作用：将字符串以字节数组的形式返回。
解释：getBytes（）方法，将调用的字符串变成字节数组，并返回该数组。
结果：

小结

• byte[ ]是把String按照一个字节一个字节的方式处理，这种适合在网络传输，数据存储这样的场景下使用。更适合针对二进制数据来操作。
• char[ ]是把String按照一个字符一个字符的方式处理，更适合针对文本数据来操作，尤其是包含中文的时候。

字符串常见的操作

字符串的比较

上面使用过String类提供的equals()方法，该方法本身是可以进行区分大小写的相等判断。除了这个方法之外，String类还提供有如下的比较操作：

代码示例：

String str1 = "hello" ; 
String str2 = "Hello" ; 
System.out.println(str1.equals(str2)); // false 
System.out.println(str1.equalsIgnoreCase(str2)); // true

在String类中compareTo()方法是一个非常重要的方法，该方法返回一个整型，该数据会根据大小关系返回三类内容：

1. 相等：返回0。
2. 小于：返回内容小于0。
3. 大于：返回内容大于0。

代码示例：

System.out.println("A".compareTo("a")); // -32 
System.out.println("a".compareTo("A")); // 32 
System.out.println("A".compareTo("A")); // 0 
System.out.println("AB".compareTo("AC")); // -1 
System.out.println("刘".compareTo("杨")); //小于0

compareTo()是一个可以区分大小关系的方法，是String方法里是一个非常重要的方法。字符串的比较大小规则，总结成三个字 “字典序” 相当于判定两个字符串在一本词典的前面还是后面。先比较第一个字符的大小(根据 unicode 的值来判定)，如果不分胜负，就依次比较后面的内容。

字符串查找

从一个完整的字符串之中可以判断指定内容是否存在，对于查找方法有如下定义：

代码示例：
字符串查找，最好用最方便的就是contains()。

String str = "helloworld" ; 
System.out.println(str.contains("world")); // true 

代码示例：
使用indexOf()方法进行位置查找。

String str = "helloworld" ; 
System.out.println(str.indexOf("world")); // 5,w开始的索引
System.out.println(str.indexOf("bit")); // -1，没有查到
if (str.indexOf("hello") != -1) { 
 System.out.println("可以查到指定字符串！"); 
} 

注意事项：
使用indexOf()需要注意的是，如果内容重复，它只能返回查找的第一个位置。例如：

String str = "helloworld" ; 
System.out.println(str.indexOf("l")); // 2 
System.out.println(str.indexOf("l",5)); // 8 
System.out.println(str.lastIndexOf("l")); // 8 

代码示例：
判断开头和结尾

String str = "**@@helloworld!!" ; 
System.out.println(str.startsWith("**")); // true 
System.out.println(str.startsWith("@@",2)); // ture 
System.out.println(str.endsWith("!!")); // true

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：

代码示例：
字符串的替换处理。

String str = "helloworld" ; 
System.out.println(str.replaceAll("l", "_")); //he__owor_d
System.out.println(str.replaceFirst("l", "_")); //he_loworld

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：

代码示例：
实现字符串的拆分处理。

String str = "hello world hello bit" ; 
String[] result = str.split(" ") ; // 按照空格拆分
for(String s: result) { 
 System.out.println(s); 
} 

代码示例：
字符串的部分拆分。

String str = "hello world hello bit" ; 
String[] result = str.split(" ",2) ; 
for(String s: result) { 
 System.out.println(s); 
} 

另外，拆分是特别常用的操作。有些特殊字符作为分割符可能无法正确切分，需要加上转义。
代码示例：
拆分IP地址。

String str = "192.168.1.1" ; 
String[] result = str.split("\\.") ; 
for(String s: result) { 
 System.out.println(s); 
} 

代码示例：
多次拆分。

String str = "name=zhangsan&age=18" ; 
String[] result = str.split("&") ; 
for (int i = 0; i < result.length; i++) { 
 String[] temp = result[i].split("=") ; 
 System.out.println(temp[0]+" = "+temp[1]); 
} 

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：

代码示例：
观察字符串截取。

String str = "helloworld" ; 
System.out.println(str.substring(5)); //world
System.out.println(str.substring(0, 5)); //hello

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。

其他操作方法

代码示例：
观察trim()方法的使用

String str = " hello world " ; 
System.out.println("["+str+"]"); 
System.out.println("["+str.trim()+"]"); 

trim 会去掉字符串开头和结尾的空白字符(空格, 换行, 制表符等)。
代码示例：
大小写转化

String str = " hello%$$%@#$%world 哈哈哈 " ; 
System.out.println(str.toUpperCase()); 
System.out.println(str.toLowerCase());

这两个方法只转换字母。
代码示例：
字符串length()

String str = " hello%$$%@#$%world 哈哈哈 " ; 
System.out.println(str.length());

注意：数组长度使用数组名称.length属性，而String中使用的是length()方法。
好了，关于String类的相关知识点绝大部分都在这里了，如果对你有所帮助，别忘了点赞，有意见或者是想法，欢迎各位评论和私信，谢谢大家的支持！