Java：String類再回顧

字符串廣泛應用 在 Java 編程中，在 Java 中字符串屬於對象，Java 提供了 String 類來創建和操作字符串。 String
類是不可改變的，所以一旦創建了 String 對象，那它的值就無法改變了。 如果需要對字符串做很多修改，那麼應該選擇使用
StringBuffer & StringBuilder 類

爲什麼String類是不可改變的？

String s = "AAAA";
System.out.println("s = " + s);

s = "BBBB";
System.out.println("s = " + s);

輸出結果：

AAAA
BBBB

從結果上看是改變了，但爲什麼說String對象是不可變的呢？

原因在於實例中的 s 只是一個 String 對象的引用，並不是對象本身，當執行 s = “BBBB”; 創建了一個新的對象 “BBBB”，而原來的 “AAAA” 還存在於內存中。

如圖：

或者根據 jdk 的源碼來分析。

字符串實際上就是一個 char 數組，並且內部就是封裝了一個 char 數組。

並且這裏 char 數組是被 final 修飾的:

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    /** The value is used for character storage. */
    private final char value[];

並且 String 中的所有的方法，都是對於 char 數組的改變，只要是對它的改變，方法內部都是返回一個新的 String 實例。

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Java：String、StringBuffer 和 StringBuilder 的區別

String：字符串常量，字符串長度不可變。Java中String 是immutable（不可變）的。用於存放字符的數組被聲明爲final的，因此只能賦值一次，不可再更改。

StringBuffer：字符串變量（Synchronized，即線程安全）。如果要頻繁對字符串內容進行修改，出於效率考慮最好使用 StringBuffer，如果想轉成 String 類型，可以調用 StringBuffer 的 toString() 方法。Java.lang.StringBuffer 線程安全的可變字符序列。在任意時間點上它都包含某種特定的字符序列，但通過某些方法調用可以改變該序列的長度和內容。可將字符串緩衝區安全地用於多個線程。

StringBuilder：字符串變量（非線程安全）。在內部 StringBuilder 對象被當作是一個包含字符序列的變長數組。

基本原則：

• 如果要操作少量的數據用 String ；
• 單線程操作大量數據用StringBuilder ；
• 多線程操作大量數據，用StringBuffer。

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String類支持的方法：

• 獲取字符串長度 用於獲取有關對象的信息的方法稱爲訪問器方法。

  • String 類的一個訪問器方法是 length() 方法
    • 1、length() 方法是針對字符串來說的，要求一個字符串的長度就要用到它的length()方法；
    • 2、length 屬性是針對 Java 中的數組來說的，要求數組的長度可以用其 length 屬性；
    • 3、Java 中的 size() 方法是針對泛型集合說的, 如果想看這個泛型有多少個元素, 就調用此方法來查看!

• 連接字符串

  • concat() 方法

  • '+'操作符

    • String a = "a";
      String b = "b";
      String c = a + b;

      相當於：

      String c = new StringBuffer().append(a).append(b).toString();

      對於字符串的加運算，當編譯成 class 文件時，會自動編譯爲 StringBuffer 來進行字符串的連接操作。

      同時對於字符串常量池：

      當一個字符串是一個字面量時，它會被放到一個常量池中，等待複用。

      String a = "saff";
      String b = "saff";
      String c = new String("saff");
      System.out.println(a.equal(b));  // true
      System.out.println(a.equal(c));  // true

      這個就是字符串的常量池。

• 創建格式化字符串

  • String 類的靜態方法 format() 能用來創建可複用的格式化字符串，而不僅僅是用於一次打印輸出。

• 返回指定索引處的 char 值

  • charAt() 方法用於返回指定索引處的字符。索引範圍爲從 0 到 length() - 1。

• 字符串與對象進行比較、按字典順序比較兩個字符串

  • int compareTo(Object o）

  • compareTo(String anotherString)

    • 關於這個方法，不管參數是對象還是字符串，最終要比較的都是兩個字符串的不同，以下稱調用方法那邊的爲原字符串，方法參數裏的爲參數字符串。

      這個方法分爲兩種比較方式：

      1、不同的字符在較短字符串長度之內時

      2、不同的字符在較短字符串長度之外時

      1. 看下 compareTo 的源碼：

         /*
         *如果參數字符串等於此字符串，則返回值 0；
         *如果此字符串按字典順序小於字符串參數，則*返回一個小於 0 的值；
         *如果此字符串按字典順序大於字符串參數，則返回一個大於 0 的值。
         */
         public int compareTo(String anotherString) {
             int len1 = value.length;
             int len2 = anotherString.value.length;
             //取數組長度裏面最小的
             int lim = Math.min(len1, len2);
             // 獲得兩個數組，這兩個數組就是string的屬性
             char v1[] = value;
             char v2[] = anotherString.value;
             int k = 0;
             while (k < lim) {
             //獲取第K的字符，進行比較
                 char c1 = v1[k];
                 char c2 = v2[k];
                 if (c1 != c2) {
                 //Java使用的是Unicode編碼，因此返回這兩個字符的Unicode差值。
                     return c1 - c2;
                 }
                 k++;
             }
             //如果前lim個字符都相同，那麼就返回長度差。
             return len1 - len2;
         }

         • 1、取得string的value數組
         • 2、取得value數組裏面的元素
         • 3、按照unicode值進行比較
         • 4、返回比較的值

         String a = "a";
         String b = "b";
         System.out.println(a.compareTo(b));

         輸出值 -1。

         String a = "b";
         String b = "a";
         System.out.println(a.compareTo(b));

         輸出值 1。

         String a = "a";
         String b = "a";
         System.out.println(a.compareTo(b));

         輸出 0。

         兩個字符串首字母不同，則該方法返回首字母的 asc 碼的差值。

         String a = "abc";
         String b = "bcdfg";
         System.out.println(a.compareTo(b));

         輸出 -1。

         參與比較的兩個字符串如果首字符相同，則比較下一個字符，直到有不同的爲止，返回該不同的字符的 ascii 碼差值。

         String a = "abc";
         String b = "abedfg";
         System.out.println(a.compareTo(b));

         輸出 -2。

         兩個字符串不一樣長，可以參與比較的字符又完全一樣，則返回兩個字符串的長度差值。

         String a = "abc";
         String b = "abcdefg";
         System.out.println(a.compareTo(b));

         輸出 -4。

         string a = "abcde";
         String b = "abcd";
         System.out.println(a.compareTo(b));

         輸出 1。

         目前 compareTo 項目中的用途是比較版本號的高低。

         String a = "1.0.0";
         String b = "1.0.1";
         System.out.println(a.compareTo(b));

         輸出 -1。

• 按字典順序比較兩個字符串，不考慮大小寫

  • compareToIgnoreCase()

    • 關於這個方法，不管參數是對象還是字符串，最終要比較的都是兩個字符串的不同，以下稱調用方法那邊的爲原字符串，方法參數裏的爲參數字符串。

      這個方法分爲兩種比較方式：

      1、不同的字符在較短字符串長度之內時

      返回值=原字符串與參數字符串中第一個不同字符相差的ASCII碼值，爲原減參。

      例子如下：

      String str1="javDscrspt";
      String str2="jAvascript";
      str1.compareToIgnoreCase(str2);

      此時返回值爲3，是d的ASCII碼（100）減去了a的ASCII碼值（97）得到或者D與A相差得到的。

      注意：只比較第一個不同（這個方法裏不考慮字母大小寫）的字符，後面的s和i也不一樣但不會進行比較了，無關字母大小寫所以只比較相同格式下相差的ASCII碼值。

      2、不同的字符在較短字符串長度之外時

      返回=原字符串與參數字符串相差的字符個數，原字符串長度大時爲正，反之爲負。

      例子如下：

      String str1="javAScript";
      String str2="JaVa";
      str1.compareToIgnoreCase(str2);

      此時返回值爲6，是str1相比str2多出來的字符個數。

      注意：此時只比較位數，而無關ASCII碼值，並非是S（s）的ASCII碼值減去0的ASCII碼值，在參數字符串前面字符和原字符串一樣時，返回值就是兩者相差的字符個數，即使改變後面的字符也不會影響到返回的值，比如String str1=“jAva233666”，此時結果仍是6。

• 當且僅當字符串與指定的StringBuffer有相同順序的字符時候返回真

  • boolean contentEquals(StringBuffer sb)

• 返回指定數組中表示該字符序列的 String

  • static String copyValueOf(char[] data)
  • static String copyValueOf(char[] data, int offset, int count)

• 測試此字符串是否以指定的後綴結束

  • boolean endsWith(String suffix)

• 將字符串與指定的對象比較，不考慮大小寫

  • boolean equalsIgnoreCase(String anotherString)

• 使用平臺的默認字符集將此 String 編碼爲 byte 序列，並將結果存儲到一個新的 byte 數組中

  • byte[] getBytes()

    • 可用如下方法查看字符串用 getBytes() 方法處理後返回的 byte[] 數組中的內容：

      class Main {
          public static void main(String[] args) {
          String str = "make a fortune";
          byte[] byt = str.getBytes();
              for (byte b : byt) {
                  System.out.println(b);
              }
          }
      }

      以上程序運行結果爲：

      109
      97
      107
      101
      32
      97
      32
      102
      111
      114
      116
      117
      110
      101

      可見 byte[] 數組中存放的是字符串響應位置對應的字母的哈希值，如字符串中的字母 a 對應 byte[] 數組中的 97 。

      另外：返回的 byte[] 數組的長度，與原字符串的長度相等

• 使用指定的字符集將此 String 編碼爲 byte 序列，並將結果存儲到一個新的 byte 數組中

  • byte[] getBytes(String charsetName)

• 將字符從此字符串複製到目標字符數組

  • void getChars(int srcBegin, int srcEnd, char[] dst, int dstBegin)

• 返回此字符串的哈希碼

  • int hashCode()

• 返回指定字符在此字符串中第一次出現處的索引

  • int indexOf()

• 返回字符串對象的規範化表示形式

  • String intern()

    • 儘管在輸出中調用intern方法並沒有什麼效果，但是實際上後臺這個方法會做一系列的動作和操作。在調用”ab”.intern()方法的時候會返回”ab”，但是這個方法會首先檢查字符串池中是否有”ab”這個字符串，如果存在則返回這個字符串的引用，否則就將這個字符串添加到字符串池中，然會返回這個字符串的引用。

      可以看下面一個範例：

      String str1 = "a";
      String str2 = "b";
      String str3 = "ab";
      String str4 = str1 + str2;
      String str5 = new String("ab");
       
      System.out.println(str5.equals(str3));
      System.out.println(str5 == str3);
      System.out.println(str5.intern() == str3);
      System.out.println(str5.intern() == str4);

      得到的結果：

      true
      false
      true
      false

      爲什麼會得到這樣的一個結果呢？我們一步一步的分析。

      • 第一、str5.equals(str3)這個結果爲true，不用太多的解釋，因爲字符串的值的內容相同。
      • 第二、str5 == str3對比的是引用的地址是否相同，由於str5採用new String方式定義的，所以地址引用一定不相等。所以結果爲false。
      • 第三、當str5調用intern的時候，會檢查字符串池中是否含有該字符串。由於之前定義的str3已經進入字符串池中，所以會得到相同的引用。
      • 第四，當str4 = str1 + str2後，str4的值也爲”ab”，但是爲什麼這個結果會是false呢？先看下面代碼：

      String a = new String("ab");
      String b = new String("ab");
      String c = "ab";
      String d = "a" + "b";
      String e = "b";
      String f = "a" + e;
      
      System.out.println(b.intern() == a);
      System.out.println(b.intern() == c);
      System.out.println(b.intern() == d);
      System.out.println(b.intern() == f);
      System.out.println(b.intern() == a.intern());

      運行結果：

      false
      true
      true
      false
      true

      由運行結果可以看出來，b.intern() == a和b.intern() == c可知，採用new 創建的字符串對象不進入字符串池，並且通過b.intern() == d和b.intern() == f可知，字符串相加的時候，都是靜態字符串的結果會添加到字符串池，如果其中含有變量（如f中的e）則不會進入字符串池中。但是字符串一旦進入字符串池中，就會先查找池中有無此對象。如果有此對象，則讓對象引用指向此對象。如果無此對象，則先創建此對象，再讓對象引用指向此對象。

      當研究到這個地方的時候，突然想起來經常遇到的一個比較經典的Java問題，就是對比equal和的區別，當時記得老師只是說“”判斷的是“地址”，但是並沒說清楚什麼時候會有地址相等的情況。現在看來，在定義變量的時候賦值，如果賦值的是靜態的字符串，就會執行進入字符串池的操作，如果池中含有該字符串，則返回引用。

      執行下面的代碼：

      String a = "abc";
      String b = "abc";
      String c = "a" + "b" + "c";
      String d = "a" + "bc";
      String e = "ab" + "c";
              
      System.out.println(a == b);
      System.out.println(a == c);
      System.out.println(a == d);
      System.out.println(a == e);
      System.out.println(c == d);
      System.out.println(c == e);

      運行的結果：

      true
      true
      true
      true
      true
      true

• 返回指定字符在此字符串中最後一次出現處的索引

  • lastIndexOf()

• 檢測字符串是否匹配給定的正則表達式

  • matches()

• 測試兩個字符串區域是否相等

  • boolean regionMatches(boolean ignoreCase, int toffset, String other, int ooffset, int len)

• 替換爲新字符串

  • replace()

• 使用給定的 replacement 替換此字符串所有匹配給定的正則表達式的子字符串

  • replaceAll()

• 使用給定的參數 replacement 替換字符串第一個匹配給定的正則表達式的子字符串

  • replaceFirst()

• 根據給定正則表達式的匹配拆分此字符串

  • split()

    • . 必須得加轉義字符**\**，以下是拆分 IP 地址的實例：

      public class Demo {
          public static void main(String args[]) {
              String str = "192.168.1.1";
              // . 必須得加 轉義字符\\
              for(String s : str.split("\\.")){
                  System.out.println(s);
              }
          }
      }

• 檢測字符串是否以指定的前綴開始

  • startsWith()

• 返回一個新的字符序列，它是此序列的一個子序列

  • subSequence() （返回的是String）
  • substring() （返回的是實現了CharSequence接口的類，可以直接下轉爲String對象）

• 將字符串轉換爲字符數組

  • toCharArray()

• 將字符串轉換爲小寫

  • toLowerCase()

• 返回此對象本身

  • toString()

• 將字符串小寫字符轉換爲大寫

  • toUpperCase()

• 用於刪除字符串的頭尾空白符

  • trim()

• 返回給定data type類型x參數的字符串表示形式

  • valueOf()

System.out.println(s);
}
}
}
```

• 檢測字符串是否以指定的前綴開始

  • startsWith()

• 返回一個新的字符序列，它是此序列的一個子序列

  • subSequence() （返回的是String）
  • substring() （返回的是實現了CharSequence接口的類，可以直接下轉爲String對象）

• 將字符串轉換爲字符數組

  • toCharArray()

• 將字符串轉換爲小寫

  • toLowerCase()

• 返回此對象本身

  • toString()

• 將字符串小寫字符轉換爲大寫

  • toUpperCase()

• 用於刪除字符串的頭尾空白符

  • trim()

• 返回給定data type類型x參數的字符串表示形式

  • valueOf()