⭐️前面的话⭐️

本篇文章带大家认识Java基础知识——字符串类，在前面我们已经知道如何在Java中定义字符串和字符串常量池，本文将介绍Java字符串中的常用的方法以及StringBuilder。

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1.字符，字节与字符串

1.1字符与字符串

import java.util.Arrays;

public class Test5 {
    public static void main(String[] args) {
        char[] chArr = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e'};
        String str1 = new String(chArr);
        System.out.println(str1);
        String str2 = new String(chArr, 2,2);
        System.out.println(str2);
        System.out.println(str1.charAt(3));
        char[] arr = str1.toCharArray();
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
}

1.2字节与字符串

这四个方法要注意最后一个方法，参数charsetName只的是编码格式，常见的编码格式有utf-8，gbk等，除了这一点，还要注意使用该方法需要添加异常。

怎么添加呢？点击带红色波浪线的方法名，Alt + 回车，会出现一个弹窗：

选择第一个回车就可以了。（注：这是编译器IDEA的操作方法，还可以直接在代码最前面导入：import java.io.UnsupportedEncodingException;并在main方法后添加throws UnsupportedEncodingException）

最后一个方法会根据提供的编码格式，编码成不同的字节数组，utf-8和gbk在编码英文字符是一样的，除英文字符外，编码就不相同了。

import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.util.Arrays;
public class Test6 {
    public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
        byte[] bytes = {97,98,99,100,101,102,103};
        String str1 = new String(bytes);
        System.out.println(str1);
        String str2 = new String(bytes, 2, 3);
        System.out.println(str2);
        byte[] arr = str1.getBytes();
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
        String str3 = "wjhw";
        String str4 = "未见花闻";
        System.out.println(Arrays.toString(str3.getBytes("utf-8")));//全英文字符串转字节编码，utf-8
        System.out.println(Arrays.toString(str3.getBytes("gbk")));//全英文字符串转字节编码，gbk
        System.out.println(Arrays.toString(str4.getBytes("utf-8")));//全中文字符串转字节编码，utf-8
        System.out.println(Arrays.toString(str4.getBytes("gbk")));//全英中文符串转字节编码，gbk
    }
}

2.字符串的基本操作与方法

2.1字符串比较

public class Test7 {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "abcdef";
        String str2 = "aBcDEf";
        System.out.println(str1.equals("abcdef"));//true
        System.out.println(str1.equals("abef"));
        System.out.println("============");
        System.out.println(str1.equals(str2));//false
        System.out.println(str1.equalsIgnoreCase(str2));//true
        System.out.println("============");
        String str3 = "ca68";
        System.out.println(str3.compareTo("ca68"));
        System.out.println(str3.compareTo("da68"));
        System.out.println(str3.compareTo("ca67"));
        System.out.println(str3.compareTo("ca688"));
        System.out.println(str3.compareTo("ca6"));
        System.out.println(str3.compareToIgnoreCase("CA68"));
    }
}

$compareTo()$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. 先比较字符串长度，如果相同再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。

2.2字符串查找

public class Test8 {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "weijianhuawen";
        System.out.println(str1.contains("wei"));//true
        System.out.println(str1.contains("weihua"));//false
        System.out.println("============");
        System.out.println(str1.indexOf("jian"));//3
        System.out.println(str1.indexOf("hua"));//7
        System.out.println(str1.indexOf("wjhw"));//-1
        System.out.println(str1.indexOf('e'));//1
        System.out.println(str1.indexOf('u'));//8
        System.out.println("=============");
        System.out.println(str1.indexOf("hua", 7));//7
        System.out.println(str1.indexOf("jian", 7));//-1
        System.out.println(str1.indexOf('e', 1));//1
    }
}

public class Test9 {
    public static void main(String[] args) {
        String str2 = "shiyuyuanfang";
        System.out.println(str2.lastIndexOf("yuan"));//5
        System.out.println(str2.lastIndexOf('a'));//10
        System.out.println(str2.lastIndexOf("yu", 5));//5
        System.out.println(str2.indexOf('a', 8));//10
        System.out.println("============");
        System.out.println(str2.startsWith("shi"));//true
        System.out.println(str2.startsWith("yuan"));//false
        System.out.println(str2.startsWith("yuan", 5));//true
        System.out.println(str2.endsWith("fang"));//true
        System.out.println(str2.endsWith("yuan"));//false
    }
}

2.3字符串替换

String类实现了CharSequence接口，所以使用public String replace(CharSequence target, CharSequence replacement) 方法也能接受String型的参数。

public class Test10 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "Wisdom comes from diligence, and greatness comes from the ordinary";
        System.out.println(str.replaceAll("from", "源于"));//得到的一个新对象，不会修改源字符串内容
        System.out.println(str);
        System.out.println(str.replace("from", "源于"));//得到的一个新对象，不会修改源字符串内容
        System.out.println(str);
        System.out.println(str.replaceFirst("from", "源于"));//得到的一个新对象，不会修改源字符串内容
        System.out.println(str);
    }
}

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。

2.4字符串拆分

import java.util.Arrays;

public class Test11 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "my email is weijianhuawen@163.com";
        String[] arr1 = str.split(" ");
        System.out.println(Arrays.toString(arr1));
        String[] arr2 = str.split("@");
        System.out.println(Arrays.toString(arr2));
        String[] arr3 = str.split(" |@|\\.");//有多个分隔符，可以使用|链接
        System.out.println(Arrays.toString(arr3));
        String[] arr4 = str.split("");
        System.out.println(Arrays.toString(arr4));//没有分隔符，将字符串全部分开
        //多个分隔符分割还可以以多次分割的形式分开
        String[] res = str.split("@");
        for (int i = 0; i < res.length; i++) {
            String[] temp = res[i].split(" ");
            for (int j = 0; j < temp.length; j++) {
                System.out.print(temp[j] + " ");
            }
        }
        System.out.println();
        String[] arr5 = str.split(" ", 2);
        System.out.println(Arrays.toString(arr5));
        String[] arr6 = str.split(" ", 3);
        System.out.println(Arrays.toString(arr6));
        String[] arr7 = str.split(" ", 4);
        System.out.println(Arrays.toString(arr7));
        String[] arr8 = str.split(" ", 100);//如果数组限制数超过实际最大分割字符串的数组长度，将输出实际分割的长度最大的字符串数组
        System.out.println(Arrays.toString(arr8));
        String str2 = "djfj\\j\\p\\]a";
        System.out.println(Arrays.toString(str2.split("\\\\")));//由于\是特殊字符需要\\\\才能表示一个普通的\
    }
}

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.

2.5字符串截取

public class Test12 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "weijianhuawen";
        System.out.println(str.substring(3));
        System.out.println(str.substring(7));
        System.out.println(str.substring(0, 3));//左闭右开
        System.out.println(str.substring(7, 10));
    }
}

2.6字符串其他常用的操作方法

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 ="     I hava a pen.       ";
        System.out.println(str1.trim());
        System.out.println("============");
        String str2 = "apple";
        System.out.println(str2.toUpperCase());
        System.out.println("============");
        String str3 = "APP";
        System.out.println(str3.toLowerCase());
        System.out.println("============");
        String str4 = "weijianhuawen";
        System.out.println(str4.length());
        System.out.println("============");
        String str5 = "cs";
        String str6 = "dn";
        System.out.println(str5.concat(str6));
        System.out.println("============");
        String str7 = "";
        System.out.println(str7.isEmpty());
    }
}

3.StringBuilder 与 StringBuffer

3.1StringBuilder 与 StringBuffer的区别

任何字符串常量都是String类，该类的对象内容是不可以修改的，为了方便字符串的修改，Java提供了StringBuilder和StringBuffer，这两个类与String类是不相同的，也没有继承关系，所以String类引用是不能接收StringBuilder和StringBuffer对象的，同理StringBuilder和StringBuffer引用也不能接收String类对象。

对于StringBuilder和StringBuffer两者大同小异，前者未同步处理，适合在单线程下使用，后者采用线程同步，适合在多线程下使用。这一点在源码上有体现：


在StringBuffer中，区别与StringBuilder，每个方法前面有一个synchronized修饰，该关键字表示线程同步，起到上锁解锁的作用，保证多线程安全。除了这一点，其他的方面StringBuilder 与 StringBuffer都是一样的，所以本文全部以StringBuilder为例，StringBuffer用法和StringBuilder一模一样。

3.2StringBuilder拼接字符串

在进行字符串的拼接的时候，由于字符串是不可变的，会先将Sting类转换成StringBuilder类，然后利用StringBuilder类的append方法，将字符串拼接起来，这里的拼接不是形成一个新对象，而是在原有对象上修改，最后会自动将StringBuilder类的字符串通过toString方法转换成String类，这时候得到的是一个新的字符串对象。

public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "xue";
        String str2 = "xi";
        String str = str1 + str2;
        System.out.println(str);
    }
}

这也就是说使用+号拼接字符串，需要new对象，如果有很多的字符串或字符需要拼接，每一次拼接都需要new一个StringBuilder对象和String对象，这样就会产生大量的对象，那程序的性能肯定会受到影响，而使用StringBuilder类的append方法就能解决该问题，因为使用StringBuilder类的append方法并不会产生新对象，减少了对象的产生，自然性能也得到了优化。
看下面一段代码，由于不断拼接，产生了多个新对象：

public class Test13 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "abc";
        for (int i = 1; i <= 9; i++) {
            str += i;
        }
        System.out.println(str);
    }
}

通过反编译，上述代码相当于：

public class Test14 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "abc";
        for (int i = 1; i <= 9; i++) {
            StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
            stringBuilder.append(str);
            stringBuilder.append(i);
            str = stringBuilder.toString();
        }
        System.out.println(str);
    }
}

每进入一次循环，都new了一个新对象。如果我们会自己使用StringBuilder类，可以将这个代码优化为：

public class Test15 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "abc";
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        stringBuilder.append(str);
        for (int i = 1; i <= 9; i++) {
            stringBuilder.append(i);
        }
        str = stringBuilder.toString();
        System.out.println(str);
    }
}

将程序优化后，只产生了一个新对象，程序的开销大大减少。

String和StringBuffer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。

3.3StringBuilder相比String特有的方法

我们先来从源码上入手，StringBuilder本质上也是一个字符数组，但是它的权限是包访问（默认）权限，没有final关键字修饰，证明了StringBuilder类是可变的。
将 $String$转 $StringBuilder$有两种方法：

1. 使用带参数的 $StringBuilder$的构造方法，将字符串作为参数。
2. 调用 $StringBuilder$的 $append$方法。

相反 $StringBuilder$转 $String$可以调用 $StringBuilder$的 $toString$方法。

public class Test16 {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder stringBuilder1 = new StringBuilder("weijianhuawen");
        System.out.println(stringBuilder1.toString());
        stringBuilder1.delete(7,10);//删除hua ，区间是左闭右开
        System.out.println(stringBuilder1.toString());
        System.out.println("============");
        StringBuilder stringBuilder2 = new StringBuilder("nature");
        System.out.println(stringBuilder2.toString());
        stringBuilder2.insert(6,2021);//在最后插入2021
        System.out.println(stringBuilder2.toString());
        System.out.println("============");
        StringBuilder stringBuilder3 = new StringBuilder("csdn");
        System.out.println(stringBuilder3.toString());//逆序字符串
        System.out.println(stringBuilder3.reverse().toString());
    }
}

4.留给读者的练习

最近有同学问了我一道相关字符串的习题，现将这道习题分享给大家，以巩固相关字符串的知识：

从键盘中输入一个字符串，如果输入的字符串中有除了数字、字母以外的其他符号，则输出提示信息"输入的数据不符合条件，请重新输入新的字符串!"，直至输入符合的字符串。如果满足条件，输入提示信息"输入的数据符合条件"，并实现如下功能∶
1、将所有字符数字保存到字符串s1中并输出，统计出字符数字的个数。
2、将所有字母保存到字符串s2中并输出，统计出字母的个数。
3、使用concat()方法将字符串s2拼接到字符串s1后形成新的字符串s3，并输出。
4、使用substring()方法截取子串，子串保存到字符串s4。
5、使用toLowerCase()方法将字符串s3中所有大写字符转换为小写，保存到字符串s5。
6、使用equals()方法比较s3和s5两个字符串是否相等。思考∶若忽略大小写则如何实现比较?

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