Java String 类 语法详解

Java String 类详解

一、String 类概述

• 不可变性：String 类在 Java 中是不可变的，即一旦创建，其内容不能被修改。这种设计保证了线程安全，并且可以被多个线程共享。
• 存储方式：在 JDK 8 及之前，String 内部使用 char[] 存储字符数据；从 JDK 9 开始，改为使用 byte[] 加上编码标记，以节约空间。
• 实现接口：String 类实现了 Serializable、Comparable<String> 和 CharSequence 接口，支持序列化、比较和字符序列操作。

二、字符串的创建

1. 字面量创建：

   String str1 = "Hello";
   String str2 = "Hello";
   System.out.println(str1 == str2); // true，指向常量池中的同一个对象

2. 使用 new 关键字创建：

   String str3 = new String("Hello");
   String str4 = new String("Hello");
   System.out.println(str3 == str4); // false，str3 和 str4 是堆中的不同对象
   System.out.println(str1.equals(str3)); // true，内容相同

3. 使用字符数组或字节数组创建：

   char[] charArray = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};
   String str5 = new String(charArray);

   byte[] byteArray = {72, 101, 108, 108, 111}; // ASCII 码对应 'H', 'e', 'l', 'l', 'o'
   String str6 = new String(byteArray);

三、String 类的常用方法

1. 字符串比较：

• equals(Object obj)：比较内容是否相同。
• equalsIgnoreCase(String str)：忽略大小写比较内容。
• compareTo(String str)：按字典顺序比较字符串。

1. 字符串获取：

• length()：返回字符串长度。
• charAt(int index)：返回指定索引处的字符。

1. 字符串截取：

• substring(int beginIndex)：从 beginIndex 开始截取到末尾。
• substring(int beginIndex, int endIndex)：截取从 beginIndex 到 endIndex - 1 的子字符串。

1. 字符串查找：

• indexOf(String str)：返回子字符串首次出现的索引。
• lastIndexOf(String str)：返回子字符串最后一次出现的索引。

1. 字符串转换：

• toLowerCase()：转换为小写。
• toUpperCase()：转换为大写。
• trim()：去除首尾空格。

1. 字符串替换：

• replace(char oldChar, char newChar)：替换所有匹配的字符。
• replace(CharSequence target, CharSequence replacement)：替换所有匹配的子字符串。

1. 字符串分割：

• split(String regex)：根据正则表达式拆分字符串。

四、字符串常量池

• 作用：为了提高性能和减少内存开销，Java 引入了字符串常量池。当使用字面量创建字符串时，如果常量池中已经存在相同内容的字符串，则直接返回常量池中的引用；否则，在常量池中创建一个新的字符串对象。
• 示例：

  String str1 = "Hello";
  String str2 = "Hello";
  System.out.println(str1 == str2); // true，指向常量池中的同一个对象

  String str3 = new String("Hello");
  System.out.println(str1 == str3); // false，str3 是堆中的新对象
  System.out.println(str1.equals(str3)); // true，内容相同

五、字符串拼接

• 使用 + 运算符：

  String str1 = "Hello";
  String str2 = "World";
  String str3 = str1 + " " + str2; // "Hello World"

• 编译器会优化为 StringBuilder 的 append 操作，但在循环中频繁拼接时性能较差。
• 使用 concat 方法：

  String str4 = str1.concat(" ").concat(str2); // "Hello World"

• 使用 StringBuilder（推荐）：

  StringBuilder sb = new StringBuilder();
  sb.append(str1).append(" ").append(str2);
  String result = sb.toString(); // "Hello World"

六、String、StringBuilder 和 StringBuffer 的区别

• String：不可变，线程安全，适合不需要修改的字符串。
• StringBuilder：可变，非线程安全，性能高，适合单线程环境下的字符串操作。
• StringBuffer：可变，线程安全，性能稍低，适合多线程环境下的字符串操作。

七、注意事项

1. 字符串判空：

   String str = null;
   if (str == null || str.isEmpty()) { // 正确写法
       System.out.println("String is null or empty");
   }

2. 字符串分割：

• 特殊字符（如 .、*、+）需要转义：
  java String[] parts = "a.b.c".split("\\."); // ["a", "b", "c"]

2. 性能优化：

• 避免在循环中使用 + 拼接字符串，应使用 StringBuilder。
• 使用 intern() 方法将字符串放入常量池（需谨慎使用，避免内存泄漏）。