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Java中的String类

源码之路 2022-06-05 阅读 82
java开发语言

String类

一，常用方法

1.1，字符串的构造方法

在Java里面，我们知道String是一个类，叫做字符串类，那么作为一个类，自然有它自己的构造方法，常用的有下面三种(其余的可以用到的时候去查看API文档)：

public class TestDemo220528 {
    public static void main(String[] args) {
//        1，使用常量串进行构造，其实和数组的静态赋值一样，这里也是省略的写法
        String str1 = "hello";
        System.out.println(str1);
//        2,使用关键字new一个对象
        String str2 = new String("hahaha");
        System.out.println(str2);
//        3,利用字符数组进行构造
        char[] arr = {'a','b','c','d'};
        String str3 = new String(arr);
        System.out.println(str3);

    }
}

//输出结果：
//hello
//hahaha
//abcd

注意：

首先，我们来看看String类的定义的小部分源码:

在这里插入图片描述

内 存 图 ： \color{orange}{内存图：} 内存图：

1，str1于str2:

在这里插入图片描述

2，str3:

因为str3在进行构造的时候，我们传入的是一个字符串数组，源码中定义的方法如下：

在这里插入图片描述

也即是说我们传入的字符数组会先被拷贝一份之后让value去引用这个数组。

在这里插入图片描述

1.2，String对象的比较

1，== 比较是否引用同一个对象

public class TestDemo220528 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;
        System.out.println(a == b);
        
        String str1 = new String("hello");
        String str2 = new String("hello");
        System.out.println(str1 == str2);//str1，str2就是两个对象，地址的值肯定不相同
    }
}

2，equals方法

public class TestDemo220528 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;
        System.out.println(a == b);

        String str1 = new String("hello");
        String str2 = new String("hello");
        System.out.println(str1 == str2);//str1，str2就是两个对象，地址的值肯定不相同

        System.out.println(str1.equals(str2));//true，字符串的内容是一样的

    }
}

3，compareTo()方法

public class TestDemo220528 {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = new String("hello");
        String str2 = new String("hello");
        String str3 = new String("abcd");
        String str4 = new String("abcdef");

        System.out.println(str1.compareTo(str2));//输出0
        System.out.println(str1.compareTo(str3));//输出7
        System.out.println(str3.compareTo(str4));//输出-2
    }
}

4，compareToIgnoreCase()方法

public class TestDemo220528 {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = new String("HELLO");
        String str2 = new String("hello");
        System.out.println(str1.equalsIgnoreCase(str2));//忽略大小写进行比较  true
        System.out.println(str1.compareToIgnoreCase(str2));//忽略大小写进行比较  false
    }
}

1.3，字符串查找

String类提供的常用查找方法如下：

1，char charAt(int index)

作用：返回字符串index下标处对应的字符，如果index为负数或者越界都会抛出异。

public class TestDemo220528 {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = new String("hello");
        for (int i = 0; i < str1.length(); i++) {
            System.out.println(str1.charAt(i));//将字符串的字符一个个输出
        }
    }
}

2，int indexOf(int ch)

作用：返回字符ch第一次出现的位置，没有就返回-1。

public class TestDemo220528 {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = new String("hello");
        int ret = str1.indexOf('l');
        System.out.println(ret);//输出2
    }
}

3，int indexOf(int ch, int fromIndex)

作用：从fromIndex位置开始找ch第一次出现的位置，没有返回-1。 

public class TestDemo220528 {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = new String("hello");
        int ret = str1.indexOf('l',3);
        System.out.println(ret);//输出3,注意，是从fromindex开始找，但是你的下标的参照还是从起始位置开始的哦
    }
}

4，int indexOf(String str)

作用：返回str第一次出现的位置，没有返回-1。 

public class TestDemo220528 {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = new String("hello");
        int ret = str1.indexOf("ll");
        System.out.println(ret);//输出2
    }
}

5，int indexOf(String str, int fromIndex)

作用：从fromIndex位置开始找字符串str第一次出现的位置，没有返回-1。

public class TestDemo220528 {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = new String("helloll");
        int ret = str1.indexOf("ll",4);
        System.out.println(ret);//输出5
    }

6，int lastIndexOf(int ch)

作用：从后往前开始找字符ch，如果没有则返回-1。

public class TestDemo220528 {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = new String("hello");
        int ret1 = str1.lastIndexOf('e');
        System.out.println(ret1);//输出1
    }
}

7，int lastIndexOf(int ch, int fromIndex)

作用：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。

public class TestDemo220528 {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = new String("abcdcef");
        int ret = str1.lastIndexOf('c',3);
        System.out.println(ret);//输出2
    }
}

8，int lastIndexOf(String str)

作用：从后往前找，返回str第一次出现的位置，没有返回-1。 

public class TestDemo220528 {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = new String("abcdcef");
        int ret = str1.lastIndexOf("dc");
        System.out.println(ret);//输出3
    }
}

9，int lastIndexOf(String str, int fromIndex)

作用：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 class TestDemo220528 {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = new String("abcdcedcf");
        int ret = str1.lastIndexOf("dc",5);
        System.out.println(ret);//输出3
    }
}

1.4，字符串转化

1，数值转字符串

class Student{
    public int age;
    public Student(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "age=" + age +
                '}';
    }
}
public class TestDemo220529 {
    public static void main(String[] args) {
//        将其他数据类型转换成字符串
        String str1 = String.valueOf(123);
        String str2 = String.valueOf(11.2);
        String str3 = String.valueOf(new Student(18));//也可以将一个对象转换成字符串

        System.out.println(str1);//输出123
        System.out.println(str2);//输出11.2
        System.out.println(str3);//输出 Student{age=18}
    }
}

2，字符串转数值

public class TestDemo220529 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = Integer.valueOf("100");
        int b = Integer.valueOf("100",8);//八进制转化
        System.out.println(a);//输出100
        System.out.println(b);//输出64

        int c = Integer.parseInt("123");
        System.out.println(c);//输出123
    }
}

在大多数的情况下，我们用parseInt()之类的方法比较多。

3，大小写转化

public class TestDemo220529 {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = new String("HELLO");
        System.out.println(s1.toLowerCase());//输出hello
        System.out.println(s1);//输出HELLO

        String s2 = new String("hello");
        System.out.println(s2.toUpperCase());//输出HELLO
        System.out.println(s2);//输出hello
    }
}

4，字符串转数组

public class TestDemo220529 {
    public static void main(String[] args) {
//      字符串转数组
        String s1 = new String("hello");
        char[] ch = s1.toCharArray();//字符串转数组的方法
        for (char x:ch) {
            System.out.println(x);
        }
//        数组转字符串
        char[] ch1 = {'h','e','l','l','o'};
        String s2 = new String(ch1);
        System.out.println(s2);
    }
}

5，格式化输出为字符串

public class TestDemo220529 {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = String.format("%d - %d - %d",2022,5,29);
        System.out.println(s1);//输出字符串 “2022 - 5 - 29”
    }
}

1.5，字符串替换

public class TestDemo220529 {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = new String("abcdefabdddd");
        //替换单个字符
        String ret = s1.replace('a','t');//替换生成一个新的对象
        System.out.println(ret);//tbcdeftbdddd
        
        //替换字符串
        String ret1 = s1.replace("ab","qq");
        System.out.println(ret1);//qqcdefqqdddd
        
        //替换字符串中的某一个全部的内容
        String ret2 = s1.replaceAll("ab","ss");
        System.out.println(ret2);//sscdefssdddd
        
        //替换第一次出现的内容
        String ret3 = s1.replaceFirst("ab","hh");
        System.out.println(ret3);//hhcdefabdddd
    }
}

1.6，字符串拆分

1，将字符串全部拆分

//注意split的参数是字符串不是字符
public class TestDemo220530 {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = new String("I am a student");
        String[] ret = s1.split(" ");
        for (String s:ret) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

字符串拆分的方法split的返回值是字符串数组，按照传入的字符串，把原字符串进行拆分。比如上面的空格，虽然是一个字符，但是你得当作一个字符串传入，也就是 “ ”。

2，将字符串进行部分的拆分

public class TestDemo220530 {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = new String("I am a student");
        String[] ret = s1.split(" ",2);
        for (String s:ret) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}
//输出 I
//     am a student

注意：

1，字符"|","*","+"都得加上转义字符，前面加上 "\\" 。 

public class TestDemo220530 {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = new String("192.168.11.11");
        String[] ret = s1.split(".");
        for (String s:ret) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

//按照常理而言，好像并没有任何的使用错误，但是实质就是没有任何的输出，调试后也会发现ret数组里面根本什么都没有，也即是没有拆分

//正确做法：
public class TestDemo220530 {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = new String("192.168.11.11");
        String[] ret = s1.split("\\.");
        for (String s:ret) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

2，如果存在多个分割符，可以用|来作为连字符。也就是表示|左右两边都是分隔符。 

public class TestDemo220530 {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = new String("name==zhangsan&&age==20");
        String[] ret = s1.split("==|&&");
        for (String s:ret) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}
//输出
//name
//zhangsan
//age
//20

当然，这是选择用|，其实也可以嵌套使用split达到相同的效果

public class TestDemo220530 {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = new String("name==zhangsan&&age==20");
        String[] ret = s1.split("&&");//首先按照&&拆分一次
        for (String s:ret) {
            String[] ret1 = s.split("==");//把按照&&拆分的每一部分再按照==拆分一次就好
            for (String ss:ret1) {
                System.out.println(ss);
            }
        }
    }
}

1.7，字符串截取

public class TestDemo220530 {
    public static void main(String[] args) {
        String s = new String("hello world");
        //截取beginIndex到字符串的末尾
        String ret1 = s.substring(3);
        
        //截取beginIndex到endIndex，但是注意这个范围是一个左闭右开的！！！！！
        String ret2 = s.substring(3,7);
        System.out.println(ret1);//输出  lo world
        System.out.println(ret2);//输出  lo w
    }
}

1.8，其他操作方法

String trim()//去掉字符串左右两边的空格

public class TestDemo220530 {
    public static void main(String[] args) {
        String s = new String("   ab ababab abab    ");
        System.out.println(s);
        System.out.println(s.trim());
    }
}

程序运行截图：

在这里插入图片描述

1.9，字符串常量池

1，为什么引入常量池

2，字符串常量池的介绍

字符串常量池在JVM中是StringTable类，实际是一个固定大小的HashTable(哈希表)。

3，再谈字符串对象的创建

3.1，直接使用字符串常量进行赋值

当然，所有的字符串常量需要创建的，在字节码文件加载的时候就已经创建好了。

public class TestDemo220530 {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "hello";
        String s2 = "hello";
        System.out.println(s1 == s2);
    }
}

对于上面的这段代码，可能主观上会觉得s1与s2是两个对象，所以输出结果为false，但是实际是true，但是为什么就是true呢？从内存图上看的会清楚，如下：

在这里插入图片描述

3.2，通过new创建String对象

public class TestDemo220530 {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "hello";
        String s2 = new String("hello");
        String s3 = new String("world");
        System.out.println(s1 == s2);//输出 false
    }
}

内 存 图 : \color{orange}{内存图:} 内存图:
在这里插入图片描述

所以，总的来说，直接使用常量串进行赋值会比new字符串对象在空间的节省以及速度上都会好很多。

3.3，intern方法

public class TestDemo220530 {
    public static void main(String[] args) {
        char[] ch = {'a','b','c'};
        String s1 = new String(ch);

        String s2 = "abc";
        System.out.println(s1 == s2);//输出false
    }
}

上面这段代码毫无疑问的会输出false，因为s1,s2是两个不同的对象的引用，地址肯定是不同的。

在这里插入图片描述

public class TestDemo220530 {
    public static void main(String[] args) {
        char[] ch = {'a','b','c'};
        String s1 = new String(ch);

        s1.intern();
        String s2 = "abc";
        System.out.println(s1 == s2);//输出true
    }
}

内存图：

在这里插入图片描述

通过intern()方法将s1添加进常量池后，因为s1与s2的字符串的内容是一样的，所以在常量池里面就只会有一个相同的字符串对象，那么自然s1 == s2就是true了。

注意：

public class TestDemo220530 {
    public static void main(String[] args) {
        char[] ch = {'a','b','c'};
        String s1 = new String(ch);


        String s2 = "abc";
        s1.intern();
        System.out.println(s1 == s2);
    }
}

如同现在这段代码就会直接输出false，因为常量池中已经存在有相同内容的字符串对象s2，所以s1.intern()不会把s1添加进常量池，所以s1 == s2是不成立的。

总结，既然几种情况下的String对象的创建都已经介绍清楚了，那下面来看看面试题，进行下相关的总结：

【面试题：请解释String类中几种对象实例化的区别】

1.10，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

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

1.11，字符串的修改

//以拼接字符串为例
public class TestDemo220603 {
    public static void main(String[] args) {
        String s = "hello";
        s += "world";
        System.out.println(s);//输出helloworld
    }
}

在这里插入图片描述

//模拟实现下上面的编译过程
public class TestDemo220603 {
    public static void main(String[] args) {
        String s = "hello";
//        想要实现在后面追加一个world
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        stringBuilder.append("hello");
        stringBuilder.append("world");
        s = stringBuilder.toString();
        System.out.println(s);
    }
}

那正如上面代码所展示的，我们在对字符串进行修改的时候底层上利用的是StringBuilder，那为什么StringBuilder就可以呢？

在这里插入图片描述

二，StringBuilder，StringBuffer

上面既然用到了StringBuilder与StringBuffer，那么下面就给大家详细介绍下这两个类。

public class TestDemo220603 {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder stringBuilder1 = new StringBuilder("hello");//"hello"还是在常量池
        stringBuilder1.append("world");
        System.out.println(stringBuilder1);//追加 相当于String类的 +=

        System.out.println(stringBuilder1.length());//求字符串的长度

        stringBuilder1.reverse();//将字符串进行逆置
        String s1 = stringBuilder1.toString();//用String类型的变量接收
        System.out.println(s1);
    }
}

//输出结果：
//helloworld
//10
//dlrowolleh

【String类与StringBuilder类的转化问题：】

1，String转化为StringBuilder：利用StringBuilder的构造方法或者append方法

StringBuilder stringBuilder1 = new StringBuilder("hello");

StringBuilder stringBuilder2 = new StringBuilder();
stringBuilder.append("hello");

2，StringBuilder转化为String：利用StringBuilder的toString方法

StringBuilder stringBuilder1 = new StringBuilder("hello");
String s1 = stringBuilder1.toString();

【常见面试题：】

1，String，StringBuilder，StringBuffer的区别

在这里插入图片描述

2，以下总共创建了多少个String对象【前提不考虑常量池之前是否存在】

String str = new String("ab"); // 会创建多少个对象
会创建两个对象 new String()一个，然后常量池"ab"中一个

String str = new String("a") + new String("b"); // 会创建多少个对象
会创建六个对象 new String()一个，常量池"a"一个，new String()一个，常量池"b"，前后拼接会创建一个StringBuilder对象
，赋值给str默认调用toString()方法的时候会new一个String对象
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