StringStringBuffer和StringBuild

Posted 2023-02-19 brilliantZC

一、String

1、特性

• String字符串声明为final的，不可继承的。
• String实现了Serializable接口，表示字符串是支持序列化的。实现了Comparable接口，表示String可以比较大小。
• String内部定义了final char[] value用于存储字符串数据。
• 通过字面量的方式（区别于new方式）给一个字符串赋值，此时的字符串值声明在字符串常量池中。
• 字符串常量池中是不会存储相同内容的字符串的。
• String代表不可变的字符序列，简称：不可变性。主要体现在：
  1、当对字符串重新赋值时，需要重写指定内存区域赋值，不能使用原有的value进行赋值。
  2、当对现有的字符串进行连接操作时，也需要重新指定内存区域赋值，不能使用原有的value进行赋值。
  3、当调用String的replace（）方法修改指定字符或字符串时，也需要重新指定内存区域赋值，不能使用原有的value进行赋值。

public class StringTest1 
    public static void main(String[] args) 
        String s1="abc";
        String s2="abc";
        s1="hello";
        System.out.println(s1);//hello
        System.out.println(s2);//abc
        System.out.println("*************");

        String s3="abc";
        s3+="def";
        System.out.println(s3);//abcdef
        System.out.println(s2);
        System.out.println("**************************");

        String s4="abc";
        String s5=s4.replace('a','m');
        System.out.println(s4);//abc
        System.out.println(s5);//mbc
        System.out.println("***********************");
    

String str = “abc”;  //str仅仅是一个引用对象，它指向一个字符串对象“abc”
str = “bcd”;  //让str重新指向了一个新的字符串“bcd”对象，而“abc”对象并没有任何改变

2、String的实例化方式

1. 通过字面量定义的方式
2. 通过new+构造器的方式

public class StringTest2 
    public static void main(String[] args) 
        //通过字面量定义的方式，此时的s1和s2的数据JavaEE声明在方法区中的字符串常量池中
        String s1="javaEE";
        String s2="javaEE";

        //通过通过new+构造器的方式，此时的s3,s4保存的地址值，是数据在堆中开辟空间以后对应的地址值
        String s3=new String("javaEE");
        String s4=new String("javaEE");

        System.out.println(s1==s2);//true
        System.out.println(s3==s4);//false
        System.out.println(s1==s3);//false
        System.out.println(s2==s4);//false

        String s5="javaEE";
        String s6="hadoop";
        String s7="javaEEhadoop";
        String s8="javaEE"+"hadoop";
        String s9=s5+"hadoop";
        String s10="javaEE"+s6;
        String s11=s5+s6;

        System.out.println(s7==s8);//true
        System.out.println(s7==s9);//false
        System.out.println(s7==s10);//false
        System.out.println(s9==s10);//false
        System.out.println(s9==s11);//false
        System.out.println(s10==s11);//false

        String s12=s9.intern();//返回值得到的s12使用的常量值中已经存在的“JavaEEHadoop”
        System.out.println(s7==s12);//true
    

结论：

1. 常量与常量的拼接结果在常量池，且常量池中不会存在相同内容的常量
2. 只要其中有一个变量，结果就放在堆中
3. 如果拼接的结果调用inter()方法，返回值就在常量池中

3、String常用方法

int length()：返回字符串的长度
char charAt(int index)：返回指定索引处的字符
boolean isEmpty()：判断字符串是否为空
String toLowerCase()：将字符串中的所有字符转换为小写
String toUpperCase()：将字符串中的所有字符转换为大写
String trim()：返回字符串的副本，去掉前导空白和尾部空白，中间的空白不会被去掉
boolean equals(Object obj)：比较字符串的内容是否相同
boolean equalsIgnoreCase(String anotherString)：忽略大小写，比较字符串的内容是否相同
String concat(String str)：将指定字符串连接到此字符串的结尾，等价于用“+”
int compareTo(String anotherString)：比较两个字符串的大小
String substring(int beginIndex)：返回从beginIndex到末尾的子字符串
String substring(int beginIndex, int endIndex)：返回从beginIndex到endIndex前一位的子字符串,不包括endIndex

boolean endsWith(String suffix)： 判断字符串是否以指定的后缀结束
boolean startsWith(String prefix)：判断字符串是否以指定的前缀开始
boolean startsWith(String prefix, int toffset)：判断字符串在指定索引开始的子字符串是否以指定前缀开始
boolean contains(CharSequence s)：判断当前字符串中是否包含指定的字符串

int indexOf(String str)：返回指定子字符串在当前字符串中第一次出现处的索引
int indexOf(String str, int fromIndex)：返回从指定的索引后，指定子字符串在当前字符串中第一次出现处的索引
int lastIndexOf(String str)：返回指定子字符串在当前字符串中最后一次出现处的索引
int lastIndexOf(String str, int fromIndex)：返回从指定的索引后，指定子字符串在当前字符串中最后一次出现处的索引
注：indexOf和lastIndexOf方法如果未查找到指定子字符串时，返回值都为-1。

String replace(char oldChar, char newChar)：替换当前字符串中指定的子字符串
String[] split(String regex)：根据指定的符号拆分当前字符串，然后返回一个String数组

4、String与基本数据类型、包装类之间的转换

public class StringTest4 
    public static void main(String[] args) 
        /*
        Sring----->基本数据类型、包装类：调用包装类的静态方法：parseXxx（str);
        基本数据类型、包装类------->String：调用String重载的valueOf(xxx)
         */
        String s="123";
        //int n=(int)s  ;   错误的
        int num=Integer.parseInt(s);
        String s2=String.valueOf(num);//"123"
    


public class StringTest4 
    public static void main(String[] args) 
        /*
        String--->char[] :调用String的toCharArray（）
        char[]---->String :调用String的构造器
         */
        String s="abc123";
        char[] charArray = s.toCharArray();
        for (int i = 0; i <charArray.length ; i++) 
            System.out.println(charArray[i]);
        
        char[] arr='h','l','l','o';
        String s1=new String(arr);
        System.out.println(s1);
    


public class StringTest4 
    public static void main(String[] args) 
        /*
        String---->byte[]:调用String的getBytes（）
        byte[]----->String :调用String的构造器
         */
        String s="abc123";
        byte[] bytes = s.getBytes();
        System.out.println(Arrays.toString(bytes));//[97, 98, 99, 49, 50, 51]

        String s1 = new String(bytes);
        System.out.println(s1);  //abc123
    

二、StringBuffer和StringBuilder

  StringBuffer、StringBuilder和String类似，底层也是用一个数组来存储字符串的值，并且数组的默认长度为16，即一个空的StringBuffer对象数组长度为16。实例化一个StringBuffer对象即创建了一个大小为16个字符的字符串缓冲区。但是​当我们调用有参构造函数创建一个StringBuffer对象时，数组长度就不再是16了，而是根据当前对象的值来决定数组的长度，数组的长度为“当前对象的值的长+16”。所以一个 StringBuffer 创建完成之后，有16个字符的空间可以对其值进行修改。如果修改的值范围超出了16个字符，会先检查StringBuffer对象的原char数组的容量能不能装下新的字符串，如果装不下则会对 char 数组进行扩容。

StringBuffer扩容操作：
  扩容的逻辑就是创建一个新的 char 数组，将现有容量扩大一倍再加上2，如果还是不够大则直接等于需要的容量大小。扩容完成之后，将原数组的内容复制到新数组，最后将指针指向新的 char 数组。

String str=new String(); //new char[0]
String str1=new String("abc") ; //new char[]'a','b','c'

StringBuffer sb=new StringBuffer(); //char[] value=new char[16];底层创建了一个长度为16的数组
sb.append('a');  //value[0]='a';
sb.append('b');  //value[1]='b';

StringBuffer sb1=new StringBuffer("abc"); //char[] value=new char["abc".length()+16];

StringBuffer和StringBuilder中常用的方法：

StringBuffer append(xxx)：拼接字符串
StringBuffer delete(int start,int end)：删除指定范围的内容,左开右闭
StringBuffer replace(int start, int end, String str)：替换指定范围的内容
StringBuffer insert(int offset, xxx)：在指定位置插入指定的内容
StringBuffer reverse() ：把当前字符序列逆转

public int indexOf(String str) : 返回指定子字符串在当前字符串中第一次出现处的索引
public String substring(int start,int end) ：返回指定范围的子字符串
public int length() : 返回字符串的长度
public char charAt(int n ) : 获取指定索引处的字符
public void setCharAt(int n ,char ch) : 设置指定索引处的字符

三、String、StringBuffer和StringBuilder的异同

相同点：底层都是通过char数组实现的
不同点：

1. String对象一旦创建，其值是不能修改的，如果要修改，会重新开辟内存空间来存储修改之后的对象；而StringBuffer和StringBuilder对象的值是可以被修改的；
2. StringBuffer几乎所有的方法都使用synchronized实现了同步，线程比较安全，在多线程系统中可以保证数据同步，但是效率比较低；而StringBuilder 没有实现同步，线程不安全，在多线程系统中不能使用 StringBuilder，但是效率比较高。
3. StringBuffer使用了缓存区，StringBuilder没有使用缓存区，所以没有修改数据的情况下，多次调用StringBuffer的toString方法获取的字符串是共享底层的字符数组的。而StringBuilder不是共享底层数组的，每次都生成了新的字符数组。
4. 因为方法被上锁，所以StringBuffer的性能一般会比StringBuilder差，单线程中建议使用StringBuilder。
5. String对象的相加底层调用的是StringBuilder对象，分别调用了append方法和toString方法，所以在大量字符串相加时，使用String对象相加效率低于使用StringBuffer和StringBuilder，因为还有有StringBuilder对象的创建过程和toString方法中字符数组的拷贝过程。