java中的String类与StringBuffer类

每日一言

Just what is right and what is wrong…? To begin with, just who is the enemy I must defeat? – Rentaro Satomi
from Black Bullet

String类创建

String类的构造方法有11种，我们这里了解两种最基本的创建方法：

String str1 = "ulna";		//直接构造String类
char[] arry = ['u','l','n','a'];
String str2 = new String(arry);	//将char数组转化为String类

在java中，双引号括起来的文本（如 "Hello World"）被称为 字符串字面量 ，它们会被自动视为 String 类型的对象。

String类的不可变性

Java中的String类低层封装时是通过一个 final 的字符数组(char()) 实现的，导致这个数组的内容在对象创建后不能被修改。任何对于String的修改操作都会创建一个新的String类。

验证不可变性：

public class Test{
    public static void main(String[] args){
        String str = "Hello";
        String str1 = str;
        str += " World";
        System.out.println(str1);
        System.out.println(str);
    }
}

运行结果：

Hello
Hello World

创建格式化字符串

如果要输出格式化字符串，可以使用 System.out.printf()函数：

System.out.printf("浮点型变量的值为 " +
                  "%f, 整型变量的值为 " +
                  " %d, 字符串变量的值为 " +
                  " %s", floatVar, intVar, stringVar);

如果想要创建可以复用的String类的格式化字符串，可以使用 .format() 方法:

String fs;
fs = String.format("浮点型变量的值为 " +
                   "%f, 整型变量的值为 " +
                   " %d, 字符串变量的值为 " +
                   " %s", floatVar, intVar, stringVar);

String中的常用方法

1. 获取字串

   String str1 = "abcdef";
   String str2 = str1.substring( 0,  3);	//获取下标[0,3)的字符组成的字串：abc
   String str3 = str1.substring(3);  	//获取下标[3,)的字串: def

2. 连接字符串

   String str1 = "hello";
   String str2 = " world";
   String str3 = str1.concat(str2); //使用contact方法
   String str4 = str1 + str2;	//使用+相连

   主要差别：

   特性	concat()	+ 运算符
   参数类型	只能拼接 String 类型，其他类型会报错。	可以拼接任意类型，会自动转换为字符串。调用toString()
   null 的处理	如果参数是 null，会抛出 NullPointerException。	如果参数是 null，会将其视为字符串 "null"。
   性能	性能稍高，因为直接操作字符串对象。	性能稍低，可能涉及 StringBuilder 的隐式调用。
   代码可读性	可读性稍差，适合明确的字符串拼接操作。	可读性更高，代码更简洁。

3. 比较字典序

   String str1 = "a";
   String str2 = "b";
   String str3 = "c";
   String str4 = "b";
   System.out.println(str2.compareTo(str1));   //当str2大于str1时，返回正数
   System.out.println(str2.compareTo(str3));   //当str2小于str3时，返回负数
   System.out.println(str2.compareTo(str4));   //当str2等于str4时，返回0

4. 通过下标获取字符

   String str1 = "abcd";
   System.out.println(str1.charAt(0));	//a
   System.out.println(str1.charAt(1));	//b
   System.out.println(str1.charAt(2));	//c
   System.out.println(str1.charAt(3));	//d

5. 前缀判断

   String str1 = "abcd";
   str1.startsWith("ab")	//判断字符串是否以ab开头
   str1.startsWith("ab",1)	//从下标1开始的字串是否以ab开头

6. 后缀判断

   String str1 = "abcd";
   str1.endsWith("cd")	//检查后缀是否为cd。只有这一个版本

7. 查找指定字串第一次出现的位置

   String str1 = "aabcd";
   str1.indexOf("bc");	//返回bc第一次出现的下标：2
   str1.indexOf("bc", 3);	//从下标3开始的部分中bc第一次出现的下标：-1(没找到返回-1)

8. 查找指定字串最后一次出现的位置

   String str1 = "abcabcd";
   str1.lastIndexOf("bc")	//返回bc在字符串中最后一次出现的下标：4
   str1.lastIndexOf("bc", 3)	//从下标3开始反向搜索：1 (未找到返回-1)

9. 判断字符串是否相等

   String str1 = "aabcd";
   String str2 = "abcd";
   boolean isEqual = str1.equals(str2); 	//判断str1和str2的内容是否相等
   str1 == str2; 		// 比较对象的引用是否相等

其他String类的方法可以参见：Java String 类 | 菜鸟教程

StringBuffer类

在上面的演示中，由于Sting类的不可修改性，在每次对于String对象进行修改时，都会产生一个新的String对象，这显然是不高效的。

StringBuffer类正是用于解决这一问题。如果你需要对于一个字符串进行多次修改，使用StingBuffer类会更快，它可以直接在对象本身上修改。

StringBuffer类的创建

StringBuffer 的创建必须使用StringBuffer的构造方法来创建。但是与String类创建时必须直接赋值不同。StringBuffer类有三种构造方式

StringBuffer str1 = new StringBuffer("Hello");	//传入字符串字面量
StringBuffer str2 = new StringBuffer(10);	//传入int类型，指定初始容量
StringBuffer str3 = new StringBuffer();	//创建一个空StringBuffer实例

StringBuffer类在容量不够时会自动扩充容量：假设现在的容量为x

• 比较2x+2与字符串长度的大小
  • 如果2x+2更大，则创建一个容量为2x+2大小的char[]
  • 否则创建一个和字符串长度相等的char[]
• 将旧数组的内容复制到新数组中
• 用新数组替换旧数组

我们看以下示范代码：

StringBuffer str = new StringBuffer();
System.out.println(str.capacity());
str.append("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz");   // 26 characters
System.out.println(str.capacity());
str.append("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz");   // 52 characters
System.out.println(str.capacity());
str.append("abcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyz"); //156 characters
System.out.println(str.capacity());

运行结果如下：

16	//初始时容量为16
34	//添加24个字母后容量为16*2+2
70	//再添加24个字母后容量为34*2+2
156	//添加到156个字母，大于70*2+2故直接创建一个156的数组

虽然StringBuffer会自动扩容，但是频繁扩容会影响性能。因此如果预先知道大致需要的容量，最好在创建时就指定合适的初始容量。

StringBuffer的编辑方法

我们知道创建StringBuffer就是因为我们需要大量的编辑这个字符串，接下来我们来看看有哪些方法可以编辑StringBuffer实例

1. 在末尾添加字串

   StringBuffer str = new StringBuffer(); 
   str.append("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz");   // append方法会将指定的字符串添加到末尾

2. 将字符串反转

   StringBuffer str = new StringBuffer("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz");
   str.reverse();		//reverse()会直接将字符串反转
   System.out.println(str); // Output: zyxwvutsrqponmlkjihgfedcba

3. 删除一段

   StringBuffer str = new StringBuffer("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz");
   str.delete(0, 1);	//删除范围在[0,1)之间的字符串
   System.out.println(str); // Output: bcdefghijklmnopqrstuvwxyz

4. 在字符串中插入

   StringBuffer str = new StringBuffer("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz");
   str.insert(2, "123"); // 在下标为2的位置插入，后续的字符串全部后移
   System.out.println(str); // Output: ab123cdefghijklmnopqrstuvwxyz

5. 替代

   StringBuffer str = new StringBuffer("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz");
   str.replace(1, 3, "12345456789");  //将指定下标的内容替换为指定的字符串，长度可以不一
   System.out.println(str); // Output: a12345456789defghijklmnopqrstuvwxyz

除了以上修改专门的方法以外，StringBuffer类还有很多与String都有的函数，可以参考：Java StringBuffer 和 StringBuilder 类 | 菜鸟教程

StringBulider类

StringBuilder类与StringBuffer类差别为：

• StringBulider 类性能更好，但是不是线程安全的
• StringBuffer 类是线程安全的，可以多线程同步访问

因此在单线程时，可以通过使用StringBuilder类来提高性能