36、Java 中的 String、StringBuilder、StringBuffer、字符串常量池和 intern 方法

简介: 36、Java 中的 String、StringBuilder、StringBuffer、字符串常量池和 intern 方法


一、String

✏️ Java 中用 java.lang.String 类代表字符串

✏️ 底层用char[]存储字符数据。从 Java9 开始,底层使用 byte[]存储字符数据

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String bigBrother = "林哥"; // char[] value = {'林', '哥'};
    }
}

🌿 字符串的底层是 char[],但是 char 数组和字符串不能等价。char 数组是 char 数组,字符串是字符串。

🌿 C 语言中是可以把 char 数组和字符串等价的

✏️ 所有的 字符串字面量(如:"林哥")都是 String 类的实例

✏️ String 对象创建完毕后,String 对象的字符内容是不可以修改的

🌿 String 对象的引用变量的指向是可以修改的

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String s = "林哥";
        s += "love";
        s = "666";
        test(s);
        // s = 666
        System.out.println("s = " + s);
    }
    private static void test(String str) {
        // str 是局部变量, 生命周期只在 test 方法中
        str += 123;
    }
}

二、字符串常量池

✏️ 字符串常量池:String Constant Pool

✏️ 从 Java7 开始,字符串常量池是在空间(之前是在方法区)

🌿 当遇到字符串字面量的时候,会先在 SCP 中检索

🌿 看 SCP 中是否存在与字面量内容一样的字符串对象 A

🌿 如果有,返回字符串对象 A

🌿 否则,创建一个新的字符串对象 B,并将其加入到 SCP 中,然后返回 B

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "林哥";
        String s2 = "林哥";
        // true
        System.out.println(s1 == s2);
    }
}

三、字符串的初始化

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "林哥";
        String s2 = new String("林哥");
        // 字符串对象 s3 的值和字符串对象 s1 的值是一样的
        // 底层指向的都是同一个 char 数组
        String s3 = new String(s1);
        String s4 = new String(s2);
        char[] cs = {'林', '哥'};
        String s5 = new String(cs);
        String s6 = new String(s5);
    }
}


String s1 = "林哥";
 String s2 = new String("林哥");

✏️ 上面的两行代码中,字符串对象 s1 底层的 char 数组 value 和字符串对象 s2 底层的 char 数组是同一个

✏️ 如下图所示:String 的构造方法会把传入的字符串对象的 value 直接赋值给当前对象(当前创建的新字符串对象)的 value

可通过 debug 的方式验证...

✏️ 上图:字符串对象 s1 底层的 value 的 id 号是 541

✏️ 字符串对象 s2 底层的 value 的 id 号也是 541

✏️ 给 String 对象的构造方法传入字符数组的时候,底层会拷贝一份该字符数组,然后才赋值给当前创建的 String 对象的 char 数组 value

四、String 类的 intern 方法

先看下面的代码,思考打印结果:

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String s0 = "林哥";
        String s1 = s0.intern();
        // true
        System.out.println(s1 == s0);
        String s2 = new String(s0);
        // false
        System.out.println(s2 == s0);
        String s3 = s2.intern();
        System.out.println(s3 == s0); // true
        System.out.println(s3 == s2); // false 
    }
}

✏️ 当字符串的 intern() 方法被调用的时候,如果字符串常量池中已经包含一个字符串对象的内容等于调用 intern()的字符串对象的内容,则返回字符串常量池中的字符串对象。否则,把调用 intern()的字符串对象添加到字符串常量池中,并返回该字符串对象(调用 intern()的字符串对象)

String s3 = s2.intern();

✏️ s2 调用了intern()方法,如果字符串常量池中存在与 s2 内容一样的字符串对象 s 的话,返回字符串常量池中的 s 对象;否则,将 s2 添加到字符串常量池中,并返回 s2


只有遇到字符串字面量的时候,才会在字符串常量池中检索

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 1, b = 2, c = 3;
        String s1 = String.format("%d_%d_%d", a, b, c);
        String s2 = String.format("%d_%d_%d", a, b, c);
        System.out.println(s1 == s2); // output: false
        
        /*
            只有【字符串字面量】才会在字符串常量池中找检索
         */
    }
}
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 1, b = 2, c = 3;
        String s1 = String.format("%d_%d_%d", a, b, c);
        String s2 = String.format("%d_%d_%d", a, b, c);
        System.out.println(s1 == s2); // output: false
        /*
            会把 s1 放入字符串常量池,并返回 s1 指向对象
            s3 和 s1 指向的是同一个对象
         */
        String s3 = s1.intern();
        /*
            会把被 s1 指向的字符串常量池中的字符串对象返回
            s1 和 s4 指向的是同一个对象
         */
        String s4 = s2.intern();
        /*
            返回字符串常量池中的字符串对象, 若 SCP 中没有, 创建一个放入 SCP, 并返回
         */
        String s5 = "1_2_3";
        System.out.println(s1 == s3); // true
        System.out.println(s1 == s4); // true
        System.out.println(s1 == s5); // true
    }
}

五、字符串常用方法

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // trim: 去除左右的空格
        String s1 = "  111 2222  ".trim();
        String s = "hAve A niCe Day";
        // toUpperCase: 把小写字母转为大写字母
        String s2 = s.toUpperCase();
        // toLowerCase: 把大写字母转换为小写字母
        String s3 = s.toLowerCase();
        // contains: 是否包含某个子字符串片段
        boolean contains = "Have a nice Day".contains("nice");
        // startsWith: 是否以某个子字符串片段开头
        boolean startsWith = "Love is love.".startsWith("love");
        // endsWith: 是否以某个子字符串片段结尾
        boolean endsWith = "Love is love".endsWith("love");
        // 将字符串分隔为字符串数组
        String[] split = "Today_we_have_a_new_student".split("_");
        // output: [Today, we, have, a, new, student]
        System.out.println(Arrays.toString(split));
    }
}

字符串的截取:

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String nice = "goodMorning";
        // 从下标 4 位置开始截取, 截取到最后
        String s1 = nice.substring(4);
        // output: s1 = Morning
        System.out.println("s1 = " + s1);
        String s = "believe";
        // 从下标 2 位置开始截取, 截取到下标为 5 的位置(不包括下标5位置的字符)
        // 左闭右开
        String s2 = s.substring(2, 5);
        // s2 = lie
        System.out.println("s2 = " + s2);
    }
}

indexOf: 定位字符串所在索引

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int result1 = "hello".indexOf("e");
        int result2 = "hello".indexOf("a");
        System.out.println(result1); // 1
        System.out.println(result2); // -1
    }
}

🌿 如果字符串中不包含该子字符串,返回 -1

lastIndexOf: 定位字符串所在索引

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 从左往右开始定位字符串索引
        int result1 = "hello log".indexOf("lo");
        // 从右往左开始定位字符串索引(但数的时候还是从左往右数)
        int result2 = "hello log".lastIndexOf("lo");
        System.out.println(result1); // 3
        System.out.println(result2); // 6
    }
}

字符串替换:

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "I live you";
        String s2 = s1.replace("live", "like");
        // s1 = I live you
        System.out.println("s1 = " + s1);
        // s2 = I like you
        System.out.println("s2 = " + s2);
    }
}

六、StringBuilder 和 StringBuffer

✒️ 需要进行大量的字符串改动操作(如拼接、替换)的时候,使用 String 会非常消耗内存、会降低程序性能

✒️StringBuilderStringBuffer 进行大量字符串拼接或替换的时候,程序性能和内存的消耗特别小

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String s = "1";
        s += "2";
        s += "3";
        s += "4";
        // s = 1234
        System.out.println("s = " + s);
    }
}

🌿 上面代码,每一次的拼接操作都会产生一个新的字符串对象

🌿 由于字符串内容的不可变性,每次的拼接操作必定都会产生一个新的字符串对象(如上图),会存在大量的字符串对象的创建和销毁操作


public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder("1");
        sb.append("2");
        sb.append("3");
        sb.append("4");
        // 1234
        System.out.println(sb.toString());
        // 链式调用
        StringBuffer sBuffer = new StringBuffer("1")
                .append("2")
                .append("3")
                .append("4");
        // 1234
        System.out.println(sBuffer);
    }
}

🌿 使用 StringBuilder 和 StringBuffer 则会非常高效

🌿 StringBuilder 和 StringBuffer 的使用方式(API)都一样

🌿 区别:StringBuilder 线程安全;StringBuffer 线程安全


✏️ 常用方法:append、insert、delete、replace、reverse

✏️ StringBuider 或 StringBuffer 与 String 并不存在继承关系

✏️ StringBuilder、StringBuffer、String 都实现了 CharSequence 接口

✏️ StringBuilder 的 append 原理:动态数组

动态数组的实现博主后期在学习,后期再写文章

结束,如有错误请不吝赐教

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