String、StringBuffer 、StringBuilder、StringJoiner

简介: String、StringBuffer 、StringBuilder、StringJoiner

一、String、StringBuffer 、StringBuilder

1、定义

用来连接多个字符的,本质就是一个char型的数组,是一种引用类型,并且不能被继承因为是final修饰的

String str = "abc";

相当于(string底层靠数组实现)

char[] data = {'a','b','c'};

String str1 = new String(data);

Java9改进了字符串(包括String、StringBuffer、StringBuilder)的实现。在Java9以前字符串采用char[]数组来保存字符,因此字符串的每个字符占2字节;而Java9的字符串采用byte[]数组再加一个encoding-flag字段来保存字符,因此字符串的每个字符只占1字节。所以Java9的字符串更加节省空间,字符串的功能方法也没有受到影响。

2、创建

//第一种直接创建(先去常量池看有没有这个字符串,有直接使用,没有就会创建)String string = "helloword";

//第二种,至少创建一个对象 如果常量池中有"helloword" 直接让string2指向它 。没有就创建两个String string2 = new String("helloword");

注意:

String string = "";//创建了一个空的字符串,已经初始化了,并分配了内存

String string2 = null;//字符串为空,没有初始化,

3、分类

不可变长的字符串String类(修改之后是创建新的地址)和可变字符串StringBuffer StringBuilder(线程安全的)(修改之后不会创建新的地址)

4、不可变性

string

是不可变类,即一旦一个String对象被创建以后,包含在这个对象中的字符序列是不可改变的,直至这个对象被销毁。

这个是String类的解释,之前看到这个情况,不能理解上述的解释,如下

String a = "123";
a = "456";
// 打印出来的a为456
System.out.println(a)

看到这里,不明白了,这不是明明已经对他进行修改了吗?为什么还说他是一个不可变类呢?

经过学习,明白String类不可变在哪里体现出来的,接下来就看一张上述a对象的内存存储空间图

可以看出来,再次给a赋值时,并不是对原来堆中实例对象进行重新赋值,而是生成一个新的实例对象,并且指向“456”这个字符串,a则指向最新生成的实例对象,之前的实例对象仍然存在,如果没有被再次引用,则会被垃圾回收

StringBuffer

StringBuffer对象则代表一个字符序列可变的字符串,当一个StringBuffer被创建以后,通过StringBuffer提供的append()、insert()、reverse()、setCharAt()、setLength()等方法可以改变这个字符串对象的字符序列。一旦通过StringBuffer生成了最终想要的字符串,就可以调用它的toString()方法将其转换为一个String对象。

StringBuffer b = new StringBuffer("123");
b.append("456");
// b打印结果为:123456
System.out.println(b);

可以看出来,再次给a赋值时,并不是对原来堆中实例对象进行重新赋值,而是生成一个新的实例对象,并且指向“456”这个字符串,a则指向最新生成的实例对象,之前的实例对象仍然存在,如果没有被再次引用,则会被垃圾回收。

StringBuilder

为了能高效拼接字符串,Java标准库提供了StringBuilder,它是一个可变对象,可以预分配缓冲区,这样,往StringBuilder中新增字符时,不会创建新的临时对象,StringBuilder类也代表可变字符串对象。实际上,StringBuilder和StringBuffer基本相似,两个类的构造器和方法也基本相同。不同的是:StringBuffer是线程安全的,而StringBuilder则没有实现线程安全功能,所以性能略高。StringBuffer类中的方法都添加了synchronized关键字,也就是给这个方法添加了一个锁,用来保证线程安全。

StringBuilder还可以进行链式操作

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        var sb = new StringBuilder(1024);
        sb.append("Mr ")
          .append("Bob")
          .append("!")
          .insert(0, "Hello, ");
        System.out.println(sb.toString());
    }
}

如果我们查看StringBuilder的源码,可以发现,进行链式操作的关键是,定义的append()方法会返回this,这样,就可以不断调用自身的其他方法

注意

对于普通的字符串+操作,并不需要我们将其改写为StringBuilder,因为Java编译器在编译时就自动把多个连续的+操作编码为StringConcatFactory的操作。在运行期,StringConcatFactory会自动把字符串连接操作优化为数组复制或者StringBuilder操作。

StringBuffer是Java早期的一个StringBuilder的线程安全版本,它通过同步来保证多个线程操作StringBuffer也是安全的,但是同步会带来执行速度的下降。

StringBuilderStringBuffer接口完全相同,现在完全没有必要使用StringBuffer

5、常用方法

5.1、比较

当我们想要比较两个字符串是否相同时,要特别注意,我们实际上是想比较字符串的内容是否相同。必须使用equals()方法而不能用==

public class Main {
   public static void main(String[] args) {
       String s1 = "hello";
       String s2 = "hello";
       System.out.println(s1 == s2);
       System.out.println(s1.equals(s2));
   }
}

从表面上看,两个字符串用==equals()比较都为true,但实际上那只是Java编译器在编译期,会自动把所有相同的字符串当作一个对象放入常量池,自然s1s2的引用就是相同的。

所以,这种==比较返回true纯属巧合。换一种写法,==比较就会失败:

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       String s1 = "hello";

       String s2 = "HELLO".toLowerCase();

       System.out.println(s1 == s2);

       System.out.println(s1.equals(s2));

   }

}

结论:两个字符串比较,必须总是使用equals()方法。

要忽略大小写比较,使用equalsIgnoreCase()方法。

5.2、获取字符串的长度

注意是length()不是length和数字不一样System.out.println("helooeord".length());

5.3、字符串和其他类型转化

基本类型转字符串

Integer a = 1;

//第一种

String str = a.toString();

//第二种

String str1 = a+"";

//第三种(推荐)

String str2 =String.valueOf(a);

字符串转基本类型

Integer hello = Integer.parseInt("123");

Integer str = Integer.valueOf("456");

字符串和字节数组转换

在Java中,char类型实际上就是两个字节的Unicode编码。如果我们要手动把字符串转换成其他编码,可以这样做:

byte[] b1 = "Hello".getBytes(); // 按系统默认编码转换,不推荐
byte[] b2 = "Hello".getBytes("UTF-8"); // 按UTF-8编码转换
byte[] b2 = "Hello".getBytes("GBK"); // 按GBK编码转换
byte[] b3 = "Hello".getBytes(StandardCharsets.UTF_8); // 按UTF-8编码转换

注意:转换编码后,就不再是char类型,而是byte类型表示的数组。

如果要把已知编码的byte[]转换为String,可以这样做:

byte[] b = ...
String s1 = new String(b, "GBK"); // 按GBK转换
String s2 = new String(b, StandardCharsets.UTF_8); // 按UTF-8转换

始终牢记:Java的Stringchar在内存中总是以Unicode编码表示。

字符串和字符数组转换

String str = "hello";

//字符串转字符数组

char[] c = str.toCharArray();

//字符数组转字符串

String str1 = new String(c);


5.4、格式化

String.format()字符串常规类型格式化的两种重载方式

  • format(String format, Object… args) 新字符串使用本地语言环境,制定字符串格式和参数生成格式化的新字符串。
  • format(Locale locale, String format, Object… args) 使用指定的语言环境,制定字符串格式和参数生成格式化的字符串。

上个栗子有用到了字符类型和整数类型的格式化 下面我把常用的类型例举出来

转换符

详细说明

示例

%s

字符串类型

“喜欢请收藏”

%c

字符类型

‘m’

%b

布尔类型

true

%d

整数类型(十进制)

88

%x

整数类型(十六进制)

FF

%o

整数类型(八进制)

77

%f

浮点类型

8.888

%a

十六进制浮点类型

FF.35AE

%e

指数类型

9.38e+5

%g

通用浮点类型(f和e类型中较短的)

不举例(基本用不到)

%h

散列码

不举例(基本用不到)

%%

百分比类型

%(%特殊字符%%才能显示%)

%n

换行符

不举例(基本用不到)

%tx

日期与时间类型(x代表不同的日期与时间转换符)

不举例(基本用不到)

显示详细信息

使用

    String str=null;  
    str=String.format("Hi,%s", "小超");  
    System.out.println(str);  
    str=String.format("Hi,%s %s %s", "小超","是个","大帅哥");            
    System.out.println(str);                           
    System.out.printf("字母c的大写是:%c %n", 'C');  
    System.out.printf("布尔结果是:%b %n", "小超".equal("帅哥"));  
    System.out.printf("100的一半是:%d %n", 100/2);  
    System.out.printf("100的16进制数是:%x %n", 100);  
    System.out.printf("100的8进制数是:%o %n", 100);  
    System.out.printf("50元的书打8.5折扣是:%f 元%n", 50*0.85);  
    System.out.printf("上面价格的16进制数是:%a %n", 50*0.85);  
    System.out.printf("上面价格的指数表示:%e %n", 50*0.85);  
    System.out.printf("上面价格的指数和浮点数结果的长度较短的是:%g %n", 50*0.85);  
    System.out.printf("上面的折扣是%d%% %n", 85);  
    System.out.printf("字母A的散列码是:%h %n", 'A');  
 
 
输出
Hi,小超 
Hi,小超 是个 大帅哥  
字母c的大写是:C   
布尔的结果是:false   
100的一半是:50   
100的16进制数是:64   
100的8进制数是:144   
50元的书打8.5折扣是:42.500000 元  
上面价格的16进制数是:0x1.54p5   
上面价格的指数表示:4.250000e+01   
上面价格的指数和浮点数结果的长度较短的是:42.5000   
上面的折扣是85%   
字母A的散列码是:41   

搭配转换符还有实现高级功能 第一个例子中有用到 $

标志

说明

示例

结果

+

为正数或者负数添加符号

(“%+d”,15)

+15

0

数字前面补0(加密常用)

(“%04d”, 99)

0099

空格

在整数之前添加指定数量的空格

(“% 4d”, 99)

99

,

以“,”对数字分组(常用显示金额)

(“%,f”, 9999.99)

9,999.990000

(

使用括号包含负数

(“%(f”, -99.99)

(99.990000)

#

如果是浮点数则包含小数点,如果是16进制或8进制则添加0x或0

(“%#x”, 99)(“%#o”, 99)

0x63 0143

<

格式化前一个转换符所描述的参数

(“%f和%<3.2f”, 99.45)

99.450000和99.45

d,%2$s”, 99,”abc”)

99,abc

显示详细信息

第一个例子中有说到 %tx x代表日期转换符 我也顺便列举下日期转换符

标志

说明

示例

c

包括全部日期和时间信息

星期六 十月 27 14:21:20 CST 2007

F

“年-月-日”格式

2007-10-27

D

“月/日/年”格式

10/27/07

r

“HH:MM:SS PM”格式(12时制)

02:25:51 下午

T

“HH:MM:SS”格式(24时制)

14:28:16

R

“HH:MM”格式(24时制)

14:28

显示详细信息

使用

Date date=new Date();                                  
    //c的使用  
    System.out.printf("全部日期和时间信息:%tc%n",date);          
    //f的使用  
    System.out.printf("年-月-日格式:%tF%n",date);  
    //d的使用  
    System.out.printf("月/日/年格式:%tD%n",date);  
    //r的使用  
    System.out.printf("HH:MM:SS PM格式(12时制):%tr%n",date);  
    //t的使用  
    System.out.printf("HH:MM:SS格式(24时制):%tT%n",date);  
    //R的使用  
    System.out.printf("HH:MM格式(24时制):%tR",date);  
 
输出
全部日期和时间信息:星期三 九月 21 22:43:36 CST 2016  
年-月-日格式:2016-09-21
月/日/年格式:16/10/21  
HH:MM:SS PM格式(12时制):10:43:36 下午  
HH:MM:SS格式(24时制):22:43:36  
HH:MM格式(24时制):22:43  
 
其实还有很多其他有趣的玩法 我这边只列举一些常用的 有兴趣的朋友可以自己再去多了解了解

5.5、搜索子串、提取子串。常用的方法有

// 是否包含子串:
"Hello".contains("ll"); // true

注意到contains()方法的参数是CharSequence而不是String,因为CharSequenceString的父类。

搜索子串的更多的例子:

"Hello".indexOf("l"); // 2
"Hello".lastIndexOf("l"); // 3
"Hello".startsWith("He"); // true
"Hello".endsWith("lo"); // true

提取子串的例子:

"Hello".substring(2); // "llo"
"Hello".substring(2, 4); "ll"

注意索引号是从0开始的。

5.6、去除首尾空白字符

使用trim()方法可以移除字符串首尾空白字符。空白字符包括空格,\t\r\n

"  \tHello\r\n ".trim(); // "Hello"

注意:trim()并没有改变字符串的内容,而是返回了一个新字符串。

另一个strip()方法也可以移除字符串首尾空白字符。它和trim()不同的是,类似中文的空格字符\u3000也会被移除:

"\u3000Hello\u3000".strip(); // "Hello"
" Hello ".stripLeading(); // "Hello "
" Hello ".stripTrailing(); // " Hello"

String还提供了isEmpty()isBlank()来判断字符串是否为空和空白字符串:

"".isEmpty(); // true,因为字符串长度为0
"  ".isEmpty(); // false,因为字符串长度不为0
"  \n".isBlank(); // true,因为只包含空白字符
" Hello ".isBlank(); // false,因为包含非空白字符

5.7、替换子串

要在字符串中替换子串,有两种方法。一种是根据字符或字符串替换:

String s = "hello";
s.replace('l', 'w'); // "hewwo",所有字符'l'被替换为'w'
s.replace("ll", "~~"); // "he~~o",所有子串"ll"被替换为"~~"

另一种是通过正则表达式替换:

String s = "A,,B;C ,D";
s.replaceAll("[\\,\\;\\s]+", ","); // "A,B,C,D"

上面的代码通过正则表达式,把匹配的子串统一替换为","。关于正则表达式的用法我们会在后面详细讲解

5.8、分割字符串

要分割字符串,使用split()方法,并且传入的也是正则表达式:

String s = "A,B,C,D";
String[] ss = s.split("\\,"); // {"A", "B", "C", "D"}

5.9、拼接字符串

拼接字符串使用静态方法join(),它用指定的字符串连接字符串数组:

String[] arr = {"A", "B", "C"};
String s = String.join("***", arr); // "A***B***C"

二、StringJoiner

要高效拼接字符串,应该使用StringBuilder

很多时候,我们拼接的字符串像这样:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String[] names = {"Bob", "Alice", "Grace"};
        var sb = new StringBuilder();
        sb.append("Hello ");
        for (String name : names) {
            sb.append(name).append(", ");
        }
        // 注意去掉最后的", ":
        sb.delete(sb.length() - 2, sb.length());
        sb.append("!");
        System.out.println(sb.toString());
    }
}

类似用分隔符拼接数组的需求很常见,所以Java标准库还提供了一个StringJoiner来干这个事:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String[] names = {"Bob", "Alice", "Grace"};
        var sj = new StringJoiner(", ");
        for (String name : names) {
            sj.add(name);
        }
        System.out.println(sj.toString());
    }
}

StringJoiner的结果少了前面的"Hello "和结尾的"!"!遇到这种情况,需要给StringJoiner指定“开头”和“结尾”:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String[] names = {"Bob", "Alice", "Grace"};
        var sj = new StringJoiner(", ", "Hello ", "!");
        for (String name : names) {
            sj.add(name);
        }
        System.out.println(sj.toString());
    }
}

String.join()

String还提供了一个静态方法join(),这个方法在内部使用了StringJoiner来拼接字符串,在不需要指定“开头”和“结尾”的时候,用String.join()更方便:

String[] names = {"Bob", "Alice", "Grace"};
var s = String.join(", ", names);


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