Java基础（7）字符串

由字符组成的一串字符序列，称为“字符串”。

1.Java中的字符串
Java中的字符串是由双引号括起来的多个字符，下面示例都是表示字符串常量：
"Hello World"
"\u0048\u0065\u006c\u006c\u006f\u0020\u0057\u006f\u0072\u006c\u0064"
"世界你好"
"A"
""
注意：单个字符如果用双引号括起来，那它表示的是字符串，而不是字符了，"A"是表示字符串A，而不是字符A。
""表示空字符串，双引号中没有任何内容，空字符串不是null，空字符串是分配内存空间，而null是没有分配内存空间。
Java SE提供了三个字符串类：String、StringBuffer和StringBuilder。String是不可变字符串，StringBuffer和StringBuilder是可变字符串。

2.使用API文档
Java中很多类，每一个类又有很多方法和变量，通过查看Java API文档能够知道这些类、方法和变量如何使用。Java官方为Java SE提供了已经生成HTML的API文档。
Java官方提供了Java 8在线API文档，网址是http://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/。
查询API的一般流程是：找包→找类或接口→查看类或接口→找方法或变量。

3.不可变字符串
很多计算机语言都提供了两种字符串，即不可变字符串和可变字符串，它们区别在于当字符串进行拼接等修改操作时，不可变字符串会创建新的字符串对象，而可变字符串不会创建新对象。

3.1 String
Java中不可变字符串类是String，属于java.lang包，它也是Java非常重要的类。

ava.lang包中提供了很多Java基础类，包括Object、Class、String和Math等基本类。在使用java.lang包中的类时不需要引入（import）该包，因为它是由解释器自动引入的。当然引入java.lang包程序也不会有编译错误。
创建String对象可以通过构造方法实现，常用的构造方法：
String()：使用空字符串创建并初始化一个新的String对象。
String(String original)：使用另外一个字符串创建并初始化一个新的 String 对象。
String(StringBuffer buffer)：使用可变字符串对象（StringBuffer）创建并初始化一个新的 String 对象。
String(StringBuilder builder)：使用可变字符串对象（StringBuilder）创建并初始化一个新的 String 对象。
String(byte[] bytes)：使用平台的默认字符集解码指定的byte数组，通过byte数组创建并初始化一个新的 String 对象。
String(char[] value)：通过字符数组创建并初始化一个新的 String 对象。
String(char[] value, int offset, int count)：通过字符数组的子数组创建并初始化一个新的 String 对象；offset参数是子数组第一个字符的索引，count参数指定子数组的长度。
创建字符串对象示例代码如下：

// 创建字符串对象
String s1 = new String();
String s2 = new String("Hello World");
String s3 = new String("\u0048\u0065\u006c\u006c\u006f\u0020\u0057\u006f\u0072\u006c\u0064");
System.out.println("s2 = " + s2);
System.out.println("s3 = " + s3);

char chars[] = { 'a', 'b', 'c', 'd', 'e' };
// 通过字符数组创建字符串对象
String s4 = new String(chars);
// 通过子字符数组创建字符串对象
String s5 = new String(chars, 1, 4);
System.out.println("s4 = " + s4);
System.out.println("s5 = " + s5);

byte bytes[] = { 97, 98, 99 };
// 通过byte数组创建字符串对象
String s6 = new String(bytes);
System.out.println("s6 = " + s6);
System.out.println("s6字符串长度 = " + s6.length());

输出结果：

s2 = Hello World
s3 = Hello World
s4 = abcde
s5 = bcde
s6 = abc
s6字符串长度 = 3

3.2 字符串池
获得字符串对象时可以直接使用字符串常量，但Java中对象是使用new关键字创建，字符串对象也可以使用new关键字创建，代码如下：

String s9 = "Hello"; //字符串常量
String s7 = new String("Hello"); //使用new关键字创建

使用new关键字与字符串常量都能获得字符串对象，但它们之间有一些区别。先看下面代码运行结果：

String s7 = new String("Hello");
String s8 = new String("Hello");

String s9 = "Hello";
String s10 = "Hello";

System.out.printf("s7 == s8 : %b%n", s7 == s8);
System.out.printf("s9 == s10: %b%n", s9 == s10);
System.out.printf("s7 == s9 : %b%n", s7 == s9);
System.out.printf("s8 == s9 : %b%n", s8 == s9);

输出结果：

s7 == s8 : false
s9 == s10: true
s7 == s9 : false
s8 == s9 : false

==运算符比较的是两个引用是否指向相同的对象，从上面的运行结果可见，s7和s8指的是不同对象，s9和s10指向的是相同对象。
Java中的不可变字符串String常量，采用字符串池（String Pool）管理技术，字符串池是一种字符串驻留技术。采用字符串常量赋值时，会字符串池中查找改字符串常量，如果已经存在把引用赋值给字符串，否则创建该字符串对象，并放到池中。根据此原理，可以推定s10与s9是相同的引用，指向同一个对象。但此原理并不适用于new所创建的字符串对象。

3.3 字符串拼接
String字符串虽然是不可变字符串，但也可以进行拼接只是会产生一个新的对象。String字符串拼接可以使用+运算符或String的concat(String str)方法。+运算符优势是可以连接任何类型数据拼接成为字符串，而concat方法只能拼接String类型字符串。

3.4 字符串查找
在给定的字符串中查找字符或字符串是比较常见的操作。在String类中提供了indexOf和lastIndexOf方法用于查找字符或字符串，返回值是查找的字符或字符串所在的位置，-1表示没有找到。这两个方法有多个重载版本：
int indexOf(int ch)：从前往后搜索字符ch，返回第一次找到字符ch所在处的索引。
int indexOf(int ch, int fromIndex)：从指定的索引开始从前往后搜索字符ch，返回第一次找到字符ch所在处的索引。
int indexOf(String str)：从前往后搜索字符串str，返回第一次找到字符串所在处的索引。
int indexOf(String str, int fromIndex)：从指定的索引开始从前往后搜索字符串str，返回第一次找到字符串所在处的索引。
int lastIndexOf(int ch)：从后往前搜索字符ch，返回第一次找到字符ch所在处的索引。
int lastIndexOf(int ch, int fromIndex)：从指定的索引开始从后往前搜索字符ch，返回第一次找到字符ch所在处的索引。
int lastIndexOf(String str)：从后往前搜索字符串str，返回第一次找到字符串所在处的索引。
int lastIndexOf(String str, int fromIndex)：从指定的索引开始从后往前搜索字符串str，返回第一次找到字符串所在处的索引。

提示：字符串本质上是字符数组，因此它也有索引，索引从零开始。String的charAt(int index)方法可以返回索引index所在位置的字符。

3.5 字符串比较
字符串比较是常见的操作，包括比较相等、比较大小、比较前缀和后缀等。
比较相等
String提供的比较字符串相等的方法：
boolean equals(Object anObject)：比较两个字符串中内容是否相等。
boolean equalsIgnoreCase(String anotherString)：类似equals方法，只是忽略大小写。
比较大小
有时不仅需要知道是否相等，还要知道大小，String提供的比较大小的方法：
int compareTo(String anotherString)：按字典顺序比较两个字符串。如果参数字符串等于此字符串，则返回值 0；如果此字符串小于字符串参数，则返回一个小于 0 的值；如果此字符串大于字符串参数，则返回一个大于 0 的值。
int compareToIgnoreCase(String str)：类似compareTo，只是忽略大小写。
比较前缀和后缀
boolean endsWith(String suffix)：测试此字符串是否以指定的后缀结束。
boolean startsWith(String prefix)：测试此字符串是否以指定的前缀开始。

3.6 字符串截取
Java中字符串String截取方法主要的方法如下：
String substring(int beginIndex)：从指定索引beginIndex开始截取一直到字符串结束的子字符串。
String substring(int beginIndex, int endIndex)：从指定索引beginIndex开始截取直到索引endIndex - 1处的字符，注意包括索引为beginIndex处的字符，但不包括索引为endIndex处的字符。

4.可变字符串
可变字符串在追加、删除、修改、插入和拼接等操作不会产生新的对象。

4.1 StringBuffer和StringBuilder
Java提供了两个可变字符串类StringBuffer和StringBuilder，中文翻译为“字符串缓冲区”。
StringBuffer是线程安全的，它的方法是支持线程同步，线程同步会操作串行顺序执行，在单线程环境下会影响效率。StringBuilder是StringBuffer单线程版本，Java 5之后发布的，它不是线程安全的，但它的执行效率很高。

StringBuffer和StringBuilder具有完全相同的API，即构造方法和普通方法等内容一样。StringBuilder的中构造方法有4个：
StringBuilder()：创建字符串内容是空的StringBuilder对象，初始容量默认为16个字符。
StringBuilder(CharSequence seq)：指定CharSequence字符串创建StringBuilder对象。CharSequence接口类型，它的实现类有：String、StringBuffer和StringBuilder等，所以参数seq可以是String、StringBuffer和StringBuilder等类型。
StringBuilder(int capacity)：创建字符串内容是空的StringBuilder对象，初始容量由参数capacity指定的。
StringBuilder(String str)：指定String字符串创建StringBuilder对象。
上述构造方法同样适合于StringBuffer类，这里不再赘述。

提示：字符串长度和字符串缓冲区容量区别。字符串长度是指在字符串缓冲区中目前所包含字符串长度，通过length()获得；字符串缓冲区容量是缓冲区中所能容纳的最大字符数，通过capacity()获得。当所容纳的字符超过这个长度时，字符串缓冲区自动扩充容量，但这是以牺牲性能为代价的扩容。

4.2字符串追加
StringBuilder在提供了很多修改字符串缓冲区的方法，追加、插入、删除和替换等。字符串追加方法是append，append有很多重载方法，可以追加任何类型数据，它的返回值还是StringBuilder。StringBuilder的追加法与StringBuffer完全一样，这里不再赘述。

4.3字符串插入、删除和替换
StringBuilder中实现插入、删除和替换等操作的常用方法说明如下：
StringBuilder insert(int offset, String str)：在字符串缓冲区中索引为offset的字符位置之前插入str，insert有很多重载方法，可以插入任何类型数据。
StringBuffer delete(int start, int end)：在字符串缓冲区中删除子字符串，要删除的子字符串从指定索引start开始直到索引end - 1处的字符。start和end两个参数与substring(int beginIndex, int endIndex)方法中的两个参数含义一样。
StringBuffer replace(int start, int end, String str)字符串缓冲区中用str替换子字符串，子字符串从指定索引start开始直到索引end - 1处的字符。start和end同delete(int start, int end)方法。
以上介绍的方法虽然是StringBuilder方法，但StringBuffer也完全一样，这里不再赘述。

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