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Java常用类02

2.字符串相关类

String、StringBuilder、StringBuffer类是三个字符串相关类。

String类代表不可变字符序列，StringBuilder类和StringBuffer类代表可变字符序列。

关于这三个类的详细的用法，在笔试和面试以及实际开发中经常能用到，我们必须掌握好它。

2.1String类的使用

String的常用方法：

  1. isEmpty（）如果字符串为空返回 true，否则返回 false
  2. length（）计算字符串长度
  3. isBlank（）如果给定的字符串为空或仅包含空格代码点，则此方法返回 true ，否则返回 false
  4. startsWith（）是否以括号内的字符串开始
  5. endsWith（）是否以括号内的字符串结束
  6. toLowerCase（）生成一个新的字符串,字符串的英文字符全部变小写
  7. toUpperCase（）生成一个新的字符串,字符串的英文字符全部变大写
  8. charAt（）返回指定索引位置的char值。索引范围为0~length()-1
  9. substring（int startIndex）子字符串从索引开始
  10. substring（int startIndex，int endIndex）返回一个字符串，该字符串是此字符串的子字符串。 子串开始于指定beginIndex并延伸到字符索引endIndex- 1
  11. public int indexOf（int ch) 返回指定字符第一次出现的字符串内的第一个索引
  12. indexOf（String str, int fromIndex）返回指定子串的第一次出现的字符串中的索引，从指定的索引开始
  13. lastIndexOf 从后向前查询第一次遇到的指定字符串的索引位置，注意索引还是从前往后数起
  14. split（）方法:分割字符串,参数regex称为分割符,可以使用正则表达式来表示
  15. replace（）用于在字符串中用一些字符替换另一些字符，或替换一个与正则表达式匹配的子串。区分大小写
  16. replaceAll（String regex,String replacement）用给定的替换替换与给定的regular expression匹配的此字符串的每个子字符串。regex - 要匹配此字符串的正则表达式, replacement - 要替换每个匹配的字
  17. trim（）去掉字符串两边的空格
  18. toCharArray（）将字符串转换为字符数组
  19. concat（）方法，在字符串的末尾追加子串
  20. contains（）当且仅当此字符串包含指定的char值序列时，返回true
  21. compareTo（）返回比较的前后两个字符串的ASCII码的差值，如果两个字符串首字母不同，则该方法返回首字母的ASCII码的差值，如果首字符相同，则比较下一个字符，直到有不同的为止，返回该不同的字符的ASCII码差值。如果两个字符串不一样长，可以参与比较的字符又完全一样，则返回两个字符串的长度差值。

例子1：

package li.normalclass.stringclass;

import java.util.Arrays;

public class TestString {
    public static void main(String[] args) {
        // 1.如何创建String对象
        String str = "北京天安门abc";

        // 2.如何使用String对象
        // 2.1最简单的方法
        System.out.println(str.length() );//8  注意是字符的个数，不是字节的个数

        //如果字符串为空返回 true，否则返回 false
        System.out.println(str.isEmpty());//false

        //jdk11新增的方法,如果给定的字符串为空或仅包含空格代码点，则此方法返回 true ，否则返回 false
        System.out.println(str.isBlank());//false

        //是否已括号内的字符串为开始
        System.out.println(str.startsWith("北京天"));//true

        // 是否已括号内的字符串为结束
        System.out.println(str.endsWith("c"));//true

         //生成一个新的字符串,字符串的英文字符全部变小写
        System.out.println(str.toLowerCase()); //北京天安门abc

        //生成一个新的字符串,字符串的英文字符全部变大写
        System.out.println(str.toUpperCase());//北京天安门ABC

        /*
        注意：String是不可变字符序列，上面的方法改变的只是新生成的字符串，这里重新输出str，依旧是原来的字符
         */
        System.out.println(str);//北京天安门abc


        //2.2根据索引找子串
        //charAt()方法返回指定索引位置的char值。索引范围为0~length()-1
        char c = str.charAt(3);//注意下标从0开始
        System.out.println(c);//安

        //str.substring(int startIndex);
        //子字符串的下标从索引开始
        System.out.println(str.substring(2));//天安门abc

        //substring(int startIndex，int endIndex);
        /*返回一个字符串，该字符串是此字符串的子字符串。
         子串开始于指定beginIndex并延伸到字符索引endIndex- 1
          因此，子串的长度为endIndex-beginIndex
         */
        System.out.println(str.substring(5,8));//abc

        // 2.3根据子串找索引
        //public int indexOf(int ch)返回指定字符第一次出现的字符串内的第一个索引
        int index = str.indexOf("abc");
        System.out.println(index);//5

        //indexOf(String str, int fromIndex)
        //返回指定子串的第一次出现的字符串中的索引，从指定的索引开始。
        System.out.println(str.indexOf("门", 2));//4

        //从后向前查询第一次遇到的指定字符串的索引位置，注意索引还是从前往后数起
        System.out.println(str.lastIndexOf("北"));//0

        // 2.4其他方法
       /* str.concat();
        str.trim();
        str.split();
        str.replace();
        str.replaceAll()等
        */

        //split(String regex)
        //split()方法:分割字符串,参数regex称为分割符,可以使用正则表达式来表示
        String str2 = "Java,HTML,MySQL,Spring,java,Java";
        String arr [] = str2.split("S");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));//[Java,HTML,My, QL,, pring,java,Java]

        //replace() 方法用于在字符串中用一些字符替换另一些字符，或替换一个与正则表达式匹配的子串。区分大小写
        System.out.println(str2.replace("Java","javase"));//javase,HTML,MySQL,Spring,java,javase

        //public String replaceAll(String regex,String replacement)
        //用给定的替换替换与给定的regular expression匹配的此字符串的每个子字符串。
        //regex - 要匹配此字符串的正则表达式, replacement - 要替换每个匹配的字
        String str3 = "abc,adc,afffc,rty,acc";
        String str4 = str3.replaceAll("a...c","#");
        System.out.println(str4);//abc,adc,#,rty,acc

        //trim()去掉字符串两边的空格
        String str5 = "  rbg  ni     men   hao    ";
        System.out.println(str5.length());//27
        System.out.println(str5.trim());//去掉字符串两端的空格  "rbg  ni     men   hao"
        System.out.println(str5.trim().length());//21

        //toCharArray()
        char [] chArr = str.toCharArray();//str = "北京天安门abc"
        System.out.println(chArr);
        System.out.println(chArr[2]);//天


        //concat()方法，在字符串的末尾追加子串
        String str6 = "北京市";
        str6 = str6.concat("紫禁城").concat("故宫").concat("博物院");
        System.out.println(str6);//北京市紫禁城故宫博物院

        //contains() 当且仅当此字符串包含指定的char值序列时，返回true
        System.out.println( str6.contains("博物院"));//true

        /*compareTo()方法
        返回比较的前后两个字符串的ASCII码的差值，如果两个字符串首字母不同，则该方法返回首字母的ASCII码的差值
        如果首字符相同，则比较下一个字符，直到有不同的为止，返回该不同的字符的ASCII码差值。
        如果两个字符串不一样长，可以参与比较的字符又完全一样，则返回两个字符串的长度差值。
        返回为正数表示a1>a2, 返回为负数表示a1<a2, 返回为0表示a1==a2
         */
        String str1 = "jsdy";
        String str2 = "jsdr";

        System.out.println(str1.compareTo(str2));//7

    }
}

例子2：equals和双等于号==

package li.normalclass.stringclass;

public class TestString2 {
    public static void main(String[] args) {
        //equals
        String str1 = new String ("jsdy");
        String str2 = new String ("jsdy");
        System.out.println(str1==str2);//false
        System.out.println(str1.equals(str2));//true

        String str3 = "jsdy";
        String str4 = "jsdy";
        System.out.println(str3==str4);//ture!!!
        System.out.println(str3.equals(str4));//true

        String str5 = new String ("jsdy");
        String str6 = "jsdy";
        System.out.println(str5==str6);//false
        System.out.println(str5.equals(str6));//true

         String str7 = null;//没有指向任何内容
        String str8 = new String("");
        String str9 = "";//指向一个空字符串
        System.out.println(str9.length());//0
        //System.out.println(str7.length())-->java.lang.NullPointerException
        System.out.println(str8==str9);//false
        System.out.println(str8.equals(str9));//true

    }
}

分析：

String str3 = "jsdy";
String str4 = "jsdy";
System.out.println(str3==str4);//ture!!!

采用字面值的方式创建一个字符串时，JVM首先会去字符串池中查找是否存在"jsdy"这个对象，

如果不存在，则在字符串池中创建"jsdy"这个对象，然后将池中"jsdy"这个对象的引用地址返回给"jsdy"对象的引用str3，这样str3会指向池中"jsdy"这个字符串对象；

如果存在，则不创建任何对象，直接将池中"jsdy"这个对象的地址返回，赋给引用str4。因为str3、str4都是指向同一个字符串池中的"jsdy"对象，所以结果为true。

String str1 = new String ("jsdy");
String str2 = new String ("jsdy");
System.out.println(str1==str2);//false
System.out.println(str1.equals(str2));//true

采用new关键字新建一个字符串对象时，JVM首先在字符串池中查找有没有"jsdy"这个字符串对象，

如果有，则不在池中再去创建"jsdy"这个对象了，直接在堆中创建一个"jsdy"字符串对象，然后将堆中的这个"jsdy"对象的地址返回赋给引用str1，这样，str1就指向了堆中创建的这个"jsdy"字符串对象；

如果没有，则首先在字符串池中创建一个"jsdy"字符串对象，然后再在堆中创建一个"jsdy"字符串对象，然后将堆中这个"jsdy"字符串对象的地址返回赋给str1引用，这样，str1指向了堆中创建的这个"jsdy"字符串对象。str2则指向了堆中创建的另一个"jsdy"字符串对象。str1、str2是两个指向不同对象的引用，结果当然是false。

其他同理。

image-20220807165933173

例子3：

//concat()方法，在字符串的末尾追加子串
        String str5 = "北京市";
        str5 = str5.concat("故宫");
        str5 = str5.concat("博物院");
        System.out.println(str5.toString());//北京市故宫博物院

如上图：

采用字面值的方式创建一个字符串时，JVM首先会去字符串池中查找是否存在"北京"这个对象，如果不存在，则在字符串池中创建"北京"这个对象，然后将池中"北京"这个对象的引用地址返回给"北京"对象的引用str5。使用concat（）方法可以追加子字符串，但是String是不可变长序列，所以是实际上是在常量池重新创建了一个对象，并把追加的字符串连同原字符串一同赋值给新的对象，然后将新对象的引用地址返回给str5，这样str5就指向了一个新的地址空间。每次使用concat（）方法追加子串都会经历上述过程，str5的指向不断改变，最终会指向最后一次开辟的对象地址。

因此使用concat（）追加子串的方法效率无疑是很低的，那么有没有一种办法可以直接在创建的对象里添加子串呢？这就是我们要涉及到的StringBuilder类

2.2理解String类源码

  • String类是一个final类，意味着该类不能有子类
  • String类底层是一个字符数组value。各种方法的操作其实都是对该数组的操作。

image-20220804224459376

  • String类的equals（）方法其实就是比较底层的字符数组的各个元素是否相同，只要发现一个元素不同，就返回false，如果所有字符都相同就返回true。但是如果两个变量都指向了同一个字符数组，则直接返回true。

  • String类的concat（）方法是创建一个新的字符数组，存放原来字符数组和新加入的字符数组内容，然后以该新数组创建一个新的字符串。

  • JDK9时String类底层由char数组变为byte数组，节省空间。同时通过一个coder成员变量作为编码格式的标识，使用LATIN1还是UFT-16，这个是在String生成时自动的，如果字符串中都是能用LATIN1就能表示的是0，否则就是UFT-16。

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day15

2.3使用StringBuilder类

StringBuffer和StringBuilder非常类似，均代表可变的字符序列。

这两个类都是抽象类AbstractStringBuilder的子类，方法几乎一模一样

两个类的主要区别是：

  • StringBuffer JDK1.0提供的类，线程安全，做线程同步检查，效率较低
  • StringBuilder JDK1.5提供的类，线程不安全，不做线程同步检查，因此效率较高。建议采用此类

StringBuilder常用函数：

  • append() 向字符串后追加一个子串
  • reverse() 倒置
  • delete() 删除从start（包含）到end（不包含）位置的字符, start 为0~length-1
  • length() 获取字符的长度
  • toString() 将StringBuffer转成String
  • replace() 从start到end之间的字符串替换成新字符串
  • insert（） 在指定的偏移量位置插入值
  • indexOf() 从头开始查找某个字符串在源字符串中第一次出现的位置并返回
  • setCharAt() 设置指定索引位置的字符
  • charAt() 返回指定索引位置上的字符
  • substring() 从start(包含)位置截取字符串返回一个新的String，它包含此序列当前所包含字符的子序列

例子：

package li.normalclass.stringbuilder;

/*
    StringBuilder用得比较多的基本上就是这三个常见操作：
    1.创建对象
        StringBuilder builder = new StringBuilder("xxx");
    2.末尾追加字符串
        builder.append("yyy");
    3.转换为字符串
        String str = builder.toString()
        System.out.println(str)
 */
public class TestStringBuilder1 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建StringBuilder对象

        /*
        创建Builder对象时，底层的数组大小实际为输入的字符串长度个数+16
         */
        StringBuilder builder = new StringBuilder("北京");

        //length是字符的个数，capacity是底层数组的长度
        System.out.println(builder.length()+"\t"+ builder.capacity());//2  （2+16=）18

        //操作StringBuilder对象
        //操作：字符串末尾增加

        builder.append("故宫博物院");
        System.out.println(builder.length()+"\t"+ builder.capacity());//7  18

        builder.append("墙角下的");
        //---->这里扩容了，扩容方法是：当前字符串长度*2+2，在这里既是18*2+2=38
        System.out.println(builder.length()+"\t"+ builder.capacity());//11 38

        builder.append("一只懒猫在睡觉觉");
        System.out.println(builder.length()+"\t"+ builder.capacity());//19 38


        //操作：字符串中间位置增加
        int i = builder.indexOf("下");//找到字符串的数组下标
        builder.insert(i,"一棵银杏树");//在下标前插入新的子串
        System.out.println(builder.length()+"\t"+ builder.capacity());//24 38


        //操作：字符串修改
        int i2 = builder.indexOf("银杏树");//找到字符串的数组下标
        builder.replace(i2,i2+3,"芒果树");//要替换的字符串的起始位置，结束位置，要替换的字符串 ：北京故宫博物院墙角一棵芒果树树下的一只懒猫在睡觉觉

        //操作：字符串删除
        builder.deleteCharAt(23);//参数为要删除的那个字符的索引下标  ：北京故宫博物院墙角一棵芒果树下的一只懒猫在睡觉
        builder.delete(0,7);//start并延伸到字符索引end - 1：墙角一棵芒果树下的一只懒猫在睡觉子串开始于指定

        //操作：字符串输出
        String str = builder.toString();//将StringBuilder转变为一个字符串
        System.out.println(str);//墙角一棵芒果树下的一只懒猫在睡觉
        System.out.println(builder.toString());//墙角一棵芒果树下的一只懒猫在睡觉
        System.out.println(builder);//墙角一棵芒果树下的一只懒猫在睡觉
        System.out.println(builder.reverse());//觉睡在猫懒只一的下树果芒棵一角墙
        System.out.println(builder);//觉睡在猫懒只一的下树果芒棵一角墙--->没有创建新的字符串对象
    }
}
  • 注意实际开发过程中StringBuilder的使用场合：字符串的拼接（SQL语句）

StringBuilder用得比较多的基本上就是这三个常见操作：

//1.创建对象（String-->StringBuilder） 
        StringBuilder builder = new StringBuilder("xxx");

//2.末尾追加字符串
        builder.append("yyy");

//3.转换为字符串（StringBuilder--->String）
        String str = builder.toString()
        System.out.println(str);

2.4StringBuilder类源码

  • StringBuilder的底层就是一个长度可以自动增长的字符数组（JDK9变成了字节数组）

  • StringBuilder类底层和String类一样，也是一个字符数组value，但不是final的。变量count表示的是底层字符数组的元素的真实个数，不是底层字符数组的长度。

  • 默认数组的长度是16。也可以通过构造方法直接指定初始长度。length（）方法返回的是字符数组元素的真实个数，capacity（）返回的是底层数组的长度。
  • 添加字符串时如果内存大小不够要扩容，扩容的默认策略是增加到原来长度的两倍再加2

**快捷键Ctrl+Alt+向左箭头<·····**可以实现跳转到刚刚浏览的那个文件的那行代码

例子1：StringBuilder构造函数

StringBuilder builder = new StringBuilder();
//StringBuilder 的无参构造初始容量为：16

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例子2：new StringBuilder

//创建Builder对象时，底层的数组大小实际为输入的字符串长度个数+16
StringBuilder builder = new StringBuilder("故宫博物院");
System.out.println(builder.length()+"\t"+ builder.capacity());

image-20220805175922683

image-20220805180635904

例子3：toString

String str = builder.toString();
System.out.println(str);

将builder的字符转换为String字符串

image-20220805181824945

例子4：append()

略。

总结

String：不可变字符序列

StringBuffer：可变字符序列，并且线程安全，但是效率低

StringBuilder：可变字符序列，线程不安全 ，但是效率高（一般用它）