Java之String类 字符串的常见操作,StringBuffer和StringBuilder。

目录

初识String

字符串比较相等

字符串常量池

理解字符串的不可变

字符与字符串

字符串常见操作

字符串比较

compareTo()函数的原码

 字符串查找

字符串替换

字符串拆分

字符串截取

其它操作

StringBuffer和StringBuilder

面试题:请解释String、StringBuffer、StringBuilder的区别: 


初识String

常见的构造String的方式

// 方式一
String str = "Hello Bit";
// 方式二
String str2 = new String("Hello Bit");
// 方式三
char[] array = {'a', 'b', 'c'};
String str3 = new String(array);

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. String str = "Hello"; 这样的代码内存布局如下:

由于 String 是引用类型, 因此对于以下代码
String str1 = "Hello";
String str2 = str1;
内存布局如图:
那是不是修改 str1 , str2 也会随之变化呢?
str1 = "World";
System.out.println(str2);
// 执行结果
Hello
我们发现, "修改" str1 之后, str2 也没发生变化, 还是 Hello。
事实上, str1 = "World" 这样的代码并不算 "修改" 字符串, 而是让 str1 这个引用指向了一个新的 String 对象。

 

字符串比较相等

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

我们来分析两种创建 String 方式的差异.
代码1内存布局

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.

关于字符串常量池
"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.

代码2内存布局

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".
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.

Java 中要想比较字符串的内容, 必须采用String类提供的equals方法。
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

equals 使用注意事项
现在需要比较 str 和 "Hello" 两个字符串是否相等, 我们该如何来写呢?

String str = new String("Hello");
// 方式一
System.out.println(str.equals("Hello"));
// 方式二
System.out.println("Hello".equals(str));
字符串常量池

在上面的例子中, String类的两种实例化操作, 直接赋值和 new 一个新的 String.
a) 直接赋值

String str1 = "hello" ;
String str2 = "hello" ; 
String str3 = "hello" ; 
System.out.println(str1 == str2); // true
System.out.println(str1 == str3); // true
System.out.println(str2 == str3); // true

为什么现在并没有开辟新的堆内存空间呢?
String类的设计使用了共享设计模式。
在JVM底层实际上会自动维护一个对象池(字符串常量池),如果现在采用了直接赋值的模式进行String类的对象实例化操作,那么该实例化对象(字符串内容)将自动保存到这个对象池之中.
如果下次继续使用直接赋值的模式声明String类对象,此时对象池之中如若有指定内容,将直接进行引用,如若没有,则开辟新的字符串对象而后将其保存在对象池之中以供下次使用。

b) 采用构造方法
类对象使用构造方法实例化是标准做法。分析如下程序:

String str = new String("hello") ;

这样的做法有两个缺点:
1. 如果使用String构造方法就会开辟两块堆内存空间,并且其中一块堆内存将成为垃圾空间(字符串常量 "hello" 也是一个匿名对象, 用了一次之后就不再使用了, 就成为垃圾空间, 会被 JVM 自动回收掉).
2. 字符串共享问题. 同一个字符串可能会被存储多次, 比较浪费空间.

我们可以使用 String 的 intern 方法来手动把 String 对象加入到字符串常量池中。

// 该字符串常量并没有保存在对象池之中
String str1 = new String("hello") ; 
String str2 = "hello" ; 
System.out.println(str1 == str2); 
// 执行结果
false
    
String str1 = new String("hello").intern() ; 
String str2 = "hello" ; 
System.out.println(str1 == str2); 
// 执行结果
true

 

关于String类中的intern()方法

在Java中,String 类的 intern() 方法是一个非常重要的方法,它用于确保字符串常量池中只存储一份相同内容的字符串的副本。当你调用一个字符串的 intern() 方法时,如果字符串常量池中已经包含一个等于此 String 对象的字符串(通过 equals(Object) 方法确定),则返回代表池中这个字符串的 String 对象的引用。否则,将此 String 对象包含的字符串添加到常量池中,并返回此 String 对象的引用。

intern() 方法的作用:通过 intern() 方法,可以显式地将一个字符串对象添加到字符串常量池中(如果该字符串尚不存在于池中),并返回该字符串的引用。这对于减少内存中的字符串副本数量,优化内存使用非常有帮助。


intern() 方法的返回值:如果字符串常量池中已经包含与当前字符串内容相同的字符串,则返回常量池中该字符串的引用;否则,将当前字符串添加到常量池中,并返回当前字符串的引用。注意,这里的“当前字符串”指的是调用 intern() 方法的字符串对象。

面试题:请解释String类中两种对象实例化的区别
1. 直接赋值:只会开辟一块堆内存空间,并且该字符串对象可以自动保存在对象池中以供下次使用。
2. 构造方法:会开辟两块堆内存空间,不会自动保存在对象池中,可以使用intern()方法手工入池。
理解字符串的不可变
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.
感受下形如这样的代码:
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:
+= 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.
为什么 String 要不可变?
1. 方便实现字符串对象池. 如果 String 可变, 那么对象池就需要考虑何时深拷贝字符串的问题了.
2. 不可变对象是线程安全的.
3. 不可变对象更方便缓存 hash code, 作为 key 时可以更高效的保存到 HashMap 中。
字符与字符串

代码示例:获取指定位置的字符

String str = "hello" ; 
System.out.println(str.charAt(0)); // 下标从 0 开始
// 执行结果
h 
System.out.println(str.charAt(10)); 
// 执行结果
产生 StringIndexOutOfBoundsException 异常
字符串常见操作
字符串比较

代码示例

String str1 = "hello" ; 
String str2 = "Hello" ; 
System.out.println(str1.equals(str2)); // false 
System.out.println(str1.equalsIgnoreCase(str2)); // true
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。
4.如果前者字符串的长度短于后者字符串的长度,会返回二者的长度差值。
compareTo()函数的原码
public int compareTo(String anotherString) {
 int len1 = value.length;
 int len2 = anotherString.value.length;
 int lim = Math.min(len1, len2);
 char v1[] = value;
 char v2[] = anotherString.value;
 int k = 0;
 while (k < lim) {
 char c1 = v1[k];
 char c2 = v2[k];
 if (c1 != c2) {
 return c1 - c2;
 }
 k++;
 }
 return len1 - len2;
 }
 字符串查找

字符串替换

字符串拆分

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); 
}

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

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
其它操作

StringBuffer和StringBuilder
首先来回顾下String类的特点:
任何的字符串常量都是String对象,而且String的常量不可改变,如果改变对象内容,改变的是其引用的指向而已。
通常来讲String的操作比较简单,但是由于String的不可更改特性,为了方便字符串的修改,提供StringBuffer和 StringBuilder类。 StringBuffer 和 StringBuilder 大部分功能是相同的,在String中使用"+"来进行字符串连接,但是这个操作在StringBuffer类中需要更改为append()方法:
示例:StringBuffer的使用
public class Test{ 
 public static void main(String[] args) { 
 StringBuffer sb = new StringBuffer(); 
 sb.append("Hello").append("World"); 
 fun(sb); 
 System.out.println(sb); 
 } 
 public static void fun(StringBuffer temp) { 
 temp.append("\n").append("www.bit.com.cn"); 
 } 
}
StringStringBuffer最大的区别在于:String的内容无法修改,而StringBuffer的内容可以修改。频繁修改字符串的情况考虑使用StingBuffer
为了更好理解StringStringBuffer,我们来看这两个类的结构:

可以发现两个类都是"CharSequence"接口的子类。这个接口描述的是一系列的字符集。所以字符串是字符集的子类,如果以后看见CharSequence,最简单的联想就是字符串。
注意:StringStringBuffer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StringBuffer:利用StringBuffer的构造方法或append()方法
StringBuffer变为String:调用toString()方法
面试题:请解释String、StringBuffer、StringBuilder的区别: 

String的内容不可修改,StringBuffer与StringBuilder的内容可以修改.
StringBuffer与StringBuilder大部分功能是相似的。
StringBuffer采用同步处理,属于线程安全操作;而StringBuilder未采用同步处理,属于线程不安全操作。

作者:新绿MEHO原文地址:https://blog.csdn.net/wmh_1234567/article/details/140802959

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