Java基础语法——String类

Posted 2021-06-22 rain67

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Java基础语法——String类相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

Java基础语法（九）——String类

本次内容介绍大纲

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字符串是我们以后工作中非常常用到的类型. 使用起来都非常简单方便, 我们一定要使用熟练。

那么C语言中是否有字符串类型？答案是 “ 没有 ” ！！

char *p = " hello";

那么p 的类型是一个字符串类型么？不是，p是一个指针！！

而在 Java当中是有字符串类型的——String

一、定义方式

创建字符串的方式有很多种，常见的构造 String 的方式如以下：

方式一：直接赋值法

String str1 = "hello";

方式二： new String()

String str2 = new String("hello");

方式三：创建一个字符数组ch，new String ( ch )

char chs[] = {'h','e','l','l','l','o'};
String str3 = new String(chs);

二、内存

在此之前我们要先引入一个概念字符串常量池

Sting constant pool 字符串常量池的特性

1.在JDK.7 开始，字符串常量池被挪到堆里了

2.池内的数据不存在重复

下面我们通过一系列的练习来熟悉字符串常量池以及字符串类型数据在内存中的存放。

  public static void main(String[] args) {
       String str1 = "hello";
       String str2 = new String("hello");
        System.out.println(str1 == str2);

        String str3 = "hello";
        System.out.println(str1 == str3);
    }

我们来看这样的代码，str 代表的是引用\\地址，请判断两次打印分别是什么？

我们来看结果

在这里插入图片描述

这个结果说明 str1 和 str2存放的地址是不一样的， str1 和 str3 存放的地址是一样的。

好的，为什么是这样的结果呢？我们来看一下这几个字符串类型变量的内存。

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"hello"如果存放在常量池当中，就会占用内存，假如这块空间的地址为111，那么str1中存放的就是111.

str2 new一个String对象，那么肯定在堆上开辟内存，假设内存地址是888，在这个String 对象中，存在一个value[] 保存着 orginal传入的字符串，这个val ==“hello”,因为在字符串常量池中已经有了"hello",所以val 直接指向常量池中的"hello".但是str2 指向的依然是 888在堆中的空间。

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所以 str1 不等于 str2。

之后呢,str3 也等于"hello",他也准备把hello放在常量池当中.此时常量池中已经存在"hello",那么之后str3 在存放"hello"地址的时候，就指向的是常量池中原来hello的地址。

所以 str1 等于 str3

再看一组练习

    public static void main(String[] args) {

        String str1 = "hello";
        String str2 = "hel"+"lo";
        System.out.println(str1==str2);

        String str3 = new String("hel")+"lo";
        System.out.println(str1==str3);

    }

请判断两次打印的结果…

结果如下：

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下面我们来分析，这组代码中str变量的内存存放

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str1 指向字符串常量池中的 “hello”

str2 是"hel"与"lo" 组合而成的，常量在编译的时候就已经确定了,所以在编译时，已经被处理为"hello",所以也指向常量池中的"hello"。

所以 str1 等于 str2

str3 首先new 了一个String(“hel”)对象，在堆中开辟一块空间，这个对象中的"hel"同时存放在常量池中，之后又在常量池中开辟一块空间存放 “lo”。两块部分之间的"+",将 String 的对象与常量池中的 "lo"结合在堆中再次开辟一块新的空间，这块内存中的val ==“hello”，str3指向的是合并之后的对象，地址为999.

所以 str1 不等于 str3.

再看一组练习

 public static void func(String str,char[] array){
        str = "abcdef";
        array[0] = 'g';
    }

    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "hello";
        char[] val = {'a'};
        System.out.println(str1);
        System.out.println(Arrays.toString(val));
        func(str1,val);
        System.out.println("=================");
        System.out.println(str1);
        System.out.println(Arrays.toString(val));
    }

请看一下，我们将String str 作为参数，改变str 的内容，以及传入数组 val 改变数组元素，其打印结果是什么？

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我们看到 String str 的内容并未改变，但是数组 val 的元素却改变了。

我们从内存的角度来分析。

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str1 指向字符串常量区的"hello"，地址为888

val 作为数组引用，指向堆中开辟的数组空间，地址为777

str 作为函数的形参，接收str1实参的值，也就是888，此时str指向常量区的”hello“,但是在方法的内部，str = “abcde”,在字符串常量区中有开辟一块"abcde"的内存，地址为000，最后 str 存放的地址为000.

array 作为函数的形参，接收val 实参的值，也就是777，此时array 指向堆中开辟的数组空间，此时通过array 来改变数组元素的内容，最终改变的也同样是val 实参的内容.

三、字符串比较相等

如果现在有两个int型变量，判断其相等可以使用 == 完成。

str1 = "world";
System.out.println(str2);
// 执行结果
//Hello
int x = 10 ;
int y = 10 ;
System.out.println(x == y); 
// 执行结果
//true

如果说现在在String类对象上使用 == ？

代码1

String str1 = "Hello";
String str2 = "Hello"; 
System.out.println(str1 == str2); 
// 执行结果
//true

看起来貌似没啥问题, 再换个代码试试, 发现情况不太妙.

代码2

String str1 = new String("Hello");
String str2 = new String("Hello");
System.out.println(str1 == str2);
// 执行结果
//false

在上面的几个练习中，我们用 str1 == str2 比较的是两个字符串的引用/地址，如果比较字符串里面的内容，我们需要用到 equals 方法。

 public static void main(String[] args) {
        String str1 = "hello";
        String str2 = new String("hello");
        
        System.out.println(str1==str2);          //比较的是引用
        System.out.println(str1.equals(str2));   //比较 str1 和 str2 字符串的内容
        
        String str3 = "hello";
        System.out.println(str1.equals(str3));   //比较 str1 和 str3 字符串的内容
    }

最后的打印结果

在这里插入图片描述

打印的结果符合字符串的内容比较。

常用的比较方式：

我们再来看一种情况，

  public static void main(String[] args) {
        String str1 = null;
        String str2 = "hello";
        System.out.println(str1.equals(str2));
    }

这时候运行程序，就会出现以下情况：

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空指针异常，因为 null. 任何方法都会出现异常。

所以一定要保证 str1 不能为null。

那么如果我们改一下，

public static void main(String[] args) {
        String str1 = null;
        String str2 = "hello";
        System.out.println(str2.equals(str1));
    }

所以我们知道 equals（），括号里可以是null,但是点之前一定不能是 null.

public static void main(String[] args) {
        String str1 = "hello";

        System.out.println(str1.equals("hello"));  // 方式1
        System.out.println("hello".equals(str1));  // 方式2
    }

当我们写代码遇到以上的情况时，我们应该尽量选方式2，这样保证 equals之前一定不为null，以防出现异常.

四、字符串常量池

在上面的例子中, String类的两种实例化操作, 直接赋值和 new 一个新的 String.

（1）直接赋值

System.out.println("Hello".equals(str));  // 执行结果 false
String str1 = "hello" ;
String str2 = "hello" ; 
String str3 = "hello" ; 
System.out.println(str1 == str2); // true
System.out.println(str1 == str3); // true
System.out.println(str2 == str3); // true

String类的设计使用了共享设计模式

在JVM底层实际上会自动维护一个对象池（字符串常量池)

如果现在采用了直接赋值的模式进行String类的对象实例化操作，那么该实例化对象（字符串内容）将自动保存到这个对象池之中.

如果下次继续使用直接赋值的模式声明String类对象，此时对象池之中如若有指定内容，将直接进行引用

如若没有，则开辟新的字符串对象而后将其保存在对象池之中以供下次使用

理解 “池” (pool)

“池” 是编程中的一种常见的, 重要的提升效率的方式, 我们会在未来的学习中遇到各种 “内存池”, “线程池”, “数据库连接池” …然而池这样的概念不是计算机独有, 也是来自于生活中.
举个栗子:现实生活中有一种女神, 称为 “绿茶”, 在和高富帅谈着对象的同时, 还可能和别的屌丝搞暧昧. 这时候这个屌丝被称为 “备胎”. 那么为啥要有备胎? 因为一旦和高富帅分手了, 就可以立刻找备胎接盘, 这样效率比较高.如果这个女神, 同时在和很多个屌丝搞暧昧, 那么这些备胎就称为备胎池.

（2）采用构造方法

类对象使用构造方法实例化是标准做法。分析如下程序：

String str = new String("hello");

在这里插入图片描述

这样的做法有两个缺点:

1. 如果使用String构造方法就会开辟两块堆内存空间，并且其中一块堆内存将成为垃圾空间(字符串常量 “hello” 也是一个匿名对象, 用了一次之后就不再使用了, 就成为垃圾空间, 会被 JVM 自动回收掉).

2. 字符串共享问题. 同一个字符串可能会被存储多次, 比较浪费空间.

（3）intern 的使用

String str1 = "hello";
String str2 = new String("hello").intren();

从上面的由构造方法定义字符串，我们会浪费内存空间，而这里有一个方法，叫做intern(),手动入池。

那这是什么意思呢？

这是先看一下传入构造方法的字符串在字符串常量池中是否存在，如果有的话，就把常量池中的引用传给当前的引用类型变量。

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综上所述，我们一般使用直接赋值法来创建 String 对象。

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我们再来看这样一组代码，来画一下他的内存结构

在这里插入图片描述

在第一步的代码中，new 了两个字符串"1"，在堆中创建了两个对象，指向常量池中的"1",拼接在一起，s3.interb(),s3手动入池，“11"在池中没有，所以就把堆中的"11"的引用 555 传入常量池中。s4 指向池中的"11”,而这时池中已经有了"11"的引用，所以s4 指向的就是 s3在入池的引用。

所以结果为 true。
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所以呢，我们解决了一个疑问

在常量池当中，可以放字符串的字面值常量，也可以放引用。什么时候放引用，就是类似于上面的那种情况之下，s3.intern(),s3所指向的这个对象在字符串常量池中是不存在的,那么入池的时候就把堆中s3的引用放入。

五、理解字符串不可变

字符串是一种不可变对象. 它的内容不可改变.这是什么意思呢？

  public static void main(String[] args) {
        String str = "hello" ;
        str = str + " world" ;
        str += "!!!" ;
        System.out.println(str);
    }

对于这种代码，乍一看我们以为成功的将str 每次与其他的字符串拼接，但是这样是不可以的， str 原来指向的是"hello",但是在与" world"拼接之后，又会产生一个新的对象"helll world",再次拼接一个"!!!",那么又会产生一个新的对象"hello world!!!",在内存中就会产生多个对象。

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我们最后需要的是"hello world!!!",但是却开辟了5块内存空间。

如果在一个循环中拼接，那么会开辟更多的内存空间！！

所以这样的代码是极为不可取的！！！

那么如何拼接呢，具体在之后的StringBuff、StringBuilder中介绍。

六、字符、字节、字符串

（1）字符与字符串

字符串内部包含一个字符数组，String 可以和 char[] 相互转换

在这里插入图片描述

1.字符数组转字符串

    public static void main(String[] args) {
        char[] val = {'h','e','l','l','o'};
        String str = new String(val);
        System.out.println(val);
    }

此时我们的 str 结果就是 “hello”,同时他也可以再给两个参数.

2.将部分字符数组中的内容转换为字符串

offset–偏移量
count-- 转换几个

 public static void main(String[] args) {
        char[] val = {'h','e','l','l','o'};
        String str = new String(val,1,2);
        System.out.println(str);
    }

此时我们将val 中偏移1个，转换之后的两个数组元素为字符串

打印结果应该为 el

运行结果如下：

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3.将字符串中对应索引转换为字符

 public static void main(String[] args) {
        String str = "hello";
        char ch = str.charAt(1);
        System.out.println(ch);
    }

索引从0开始，我们输入1，所以转换的为字符串中的e

运行结果如下：

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4.将字符串转换为字符数组

 public static void main(String[] args) {
        String str = "hello";
        char[] val = str.toCharArray();
        System.out.println(Arrays.toString(val));
    }

我们用字符数组接收 str转换后的字符。

运行结果如下：

在这里插入图片描述

好了，了解了这几种字符与字符串的方法，我们通过几个练习来继续熟悉。

练习一

给定字符串一个字符串, 判断其是否全部由数字所组成.

思路: 将字符串变为字符数组而后判断每一位字符是否是" 0 “~”‘9’"之间的内容，如果是则为数字.

  public static boolean func1(String str){
        for (int i = 0; i <str.length() ; i++) {
            if(str.charAt(i)>'9' || str.charAt(i)<'0'){
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

（2）字节与字符串

字节常用于数据传输以及编码转换的处理之中，String 也能方便的和 byte[] 相互转换

常用方法:

在这里插入图片描述

1.字节数组转换为字符串

  public static void main(String[] args) {
        byte[] bytes = {97,98,99,100};
        String str = new String(bytes);
        System.out.println(str);
    }

运行结果：
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字符串中的内容是字节数组与Ascii 码表中对应的字符。

2.部分字节数组的内容转换为字符串

  public static void main(String[] args) {
        byte[] bytes = {97,98,99,100};
        String str = new String(bytes,2,1);
        System.out.println(str);
    }

运行结果：

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3.字符串转换为字节数组

   public static void main(String[] args) {
        String str = "abcd";
        byte[] bytes = str.getBytes();
        System.out.println(Arrays.toString(bytes));
    }

运行结果：

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（3）小结

那么何时使用 byte[], 何时使用 char[] 呢?

byte[] 是把 String 按照一个字节一个字节的方式处理, 这种适合在网络传输, 数据存储这样的场景下使用. 更适合针对二进制数据来操作.

char[] 是吧 String 按照一个字符一个字符的方式处理, 更适合针对文本数据来操作, 尤其是包含中文的时候.

七、字符串的常见操作

（1）字符串比较

上面使用过String类提供的equals()方法，该方法本身是可以进行区分大小写的相等判断。除了这个方法之外，String类还提供有如下的比较操作.

在这里插入图片描述

1.区分大小写比较

   public static void main(String[] args) {
        String str1 = "abcd";
        String str2 = "Abcd";
        System.out.println(str1.equals(str2));
    }

运行结果：
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我们常用的equals 方法是区分大小写的，这点要注意。

2.不区分大小写的比较

    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "abcd";
        String str2 = "Abcd";
        System.以上是关于Java基础语法——String类的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章 
 Java 基础语法万字解析 Java 的 String 类
 java反射-基础语法
 Java数据类型语法和代码块
 Java基础语法 - 可变字符串 StringBuffer
 JSP 基础语法
 java基础源码 --String类

Java基础语法——String类

文章目录

Java基础语法（九）——String类

一、定义方式

二、内存

三、字符串比较相等

四、字符串常量池

（1） 直接赋值

（2）采用构造方法

（3）intern 的使用

五、理解字符串不可变

六、字符、字节、字符串

（1）字符与字符串

（2）字节与字符串

（3） 小结

七、字符串的常见操作

（1）字符串比较

（1）直接赋值

（3）小结