Java 常见字符串处理

一、基本用法

字符串是Java中特殊的类，使用方法像基本数据类型，被广泛应用在Java编程中。Java没有内置的字符串类型，而是在标准Java类库中提供了一个String类来创建和操作字符串。String是不可变的，因为该类中使用final关键字修饰字符数组来保存字符串,即private final char value[]。

(一) 字符串定义

// 1.直接定义字符串
String s1 = "fuxing";
// 2.使用String类定义
String s2 = new String("fuxing");

1. 区别

1. 第一种方式是先检验字符串常量中有没有"fuxing"，如果字符串常量池中没有，则创建一个，然后用s1指向常量池中的对象，有则直接指向。

2. 第二种方式是直接在堆内存空间创建一个新的对象。

3. 且s1和s2并不相等，一个是堆内存的String对象，一个是常量池中的String对象

(二) new String("fuxing")到底创建了几个对象?

通过 new 创建字符串的方式可能会创建 1 个或 2 个对象，如果常量池中已经存在此字符串只会在堆上创建一个变量，并指向字符串常量池中的值，如果字符串常量池中没有相关的字符，会先创建字符串在返回此字符串的引用给堆空间的变量

(三) String和int相互转换

【String转int】

在 String转换int时，String的值一定是整数，否则会报数字转换异常（java.lang.NumberFormatException）。

public static void main(String[] args) {
    String str = "123";
    int n = 0;
    
    // 第一种转换方法：Integer.parseInt(str)
    n = Integer.parseInt(str);
    System.out.println(n);	// 123
    
    // 第二种转换方法：Integer.valueOf(str).intValue()
    n = 0;
    n = Integer.valueOf(str).intValue();
    System.out.println(n);	// 123
}

【int转String】

public static void main(String[] args) {
    int num = 10;
    
    // 第一种方法：String.valueOf(i); 注意：参数i不能为空，否则会报空指针异常（NullPointerException）
    num = 10;
    String str = String.valueOf(num);
    System.out.println("str:" + str);
    
    // 第二种方法：Integer.toString(i);
    num = 10;
    String str2 = Integer.toString(num);
    System.out.println("str2:" + str2);
    
    // 第三种方法："" + i;
    String str3 = num + "";
    System.out.println("str3:" + str3);
}

(四) 去除字符串中的空格

String str = " hello ";		//hello两边时空格
System.out.println(str.length());    // 输出 7
System.out.println(str.trim().length());    // 输出 5

(五) 截取字符串

【从索引位置开始至结尾】

public static void main(String[] args) {
    String str = "12345";
    String result = str.substring(3);
    System.out.println(result);    // 输出：45
}

【截取指定范围】

public static void main(String[] args) {
    String str = "12345";
    // 起始索引从0开始，终止索引从1开始
    String result = str.substring(1,3);
    System.out.println(result);    // 输出：23
}

(六) 分割字符串

public static void main(String[] args) {
    String Colors = "Red,Black,White,Yellow,Blue";
    String[] arr1 = Colors.split(","); // 不限制元素个数
    String[] arr2 = Colors.split(",", 3); // 限制元素个数为3
    System.out.println("所有颜色为：");
    for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
        System.out.println(arr1[i]);
    }
    System.out.println("前三个颜色为：");
    for (int j = 0; j < arr2.length; j++) {
        System.out.println(arr2[j]);
    }
}

二、StringBuffer & StringBuilder

(一) StringBuffer

【创建方式】

// 1.定义一个空的字符串缓冲区，含有16个字符的容量
StringBuffer str1 = new StringBuffer();
// 2.定义一个含有10个字符容量的字符串缓冲区
StringBuffer str2 = new StringBuffer(10);
// 3.定义一个含有(16+4)的字符串缓冲区，"福星高照"为4个字符
StringBuffer str3 = new StringBuffer("福星高照");
// capacity()方法返回字符串的容量大小
System.out.println(str1.capacity());    // 输出 16
System.out.println(str2.capacity());    // 输出 10
System.out.println(str3.capacity());    // 输出 20

【追加字符串】

StringBuffer buffer = new StringBuffer("hello");    // 创建一个 StringBuffer 对象
String str = "World";
buffer.append(str);    // 向StringBuffer对象追加str字符串到末尾，类似于字符串的连接
System.out.println(buffer.substring(0));    // HelloWorld

【其他常用方法】

StringBuffer sb = new StringBuffer("hello");
// 1.替换字符
sb.setCharAt(1,'E');
System.out.println(sb);    // 输出：hEllo
// 2.反转字符串
sb.reverse();
System.out.println(sb);    // 输出：olleh
// 3.删除字符串
sb.deleteCharAt(2);
System.out.println(sb);    // 输出：helo

(二) String、StringBuffer和StringBuilder的对比

【StringBuilder】

StringBuilder类是 JDK 1.5 新增的类，它也代表可变字符串对象。实际上，StringBuilder和StringBuffer功能基本相似，方法也差不多。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。因此在通常情况下，如果需要创建一个内容可变的字符串对象，则应该优先考虑使用StringBuilder类。

【三者关联】

三者都实现 CharSequence接口。CharSequence是一个定义字符串操作的接口，它只包括length()、charAt(int index)、subSequence(int start, int end) 这几个 API。

【三者区别】

三、注意事项

(一) String 有长度限制吗？是多少？

https://blog.csdn.net/weixin_59624686/article/details/131560058

1. 编译时限制：65534

我们知道字符串常量会被放入方法区的常量池中，JVM 规范对常量池有所限制。常量池中的每一种数据项都有自己的类型。Java 中的 UTF-8 编码的 Unicode 字符串在常量池中以CONSTANT_Utf8 类型表示。

CONSTANT_Utf8的数据结构如下：

CONSTANT_Utf8_info {
    u1 tag;
    u2 length;
    u1 bytes[length];
}

我们重点关注下长度为 length 的那个 bytes 数组，这个数组就是真正存储常量数据的地方，而 length 就是数组可以存储的最大字节数。length 的类型是 u2，u2 是无符号的 16 位整数，因此理论上允许的的最大长度是 2^16-1=65535。但是由于 JVM 需要 1 个字节表示结束指令，所以编译时 String 最大长度不能超过 65534。

2. 运行时限制：2³¹-1

字符串的内容是由一个字符数组 char[] 来存储的，由于数组的长度及索引是整数，且 String 类中返回字符串长度的方法 length() 的返回值也是 int ，所以通过查看 java 源码中的类 Integer 我们可以看到 Integer 的最大长度不能超过 2^31 -1。

但是这个也是理论上的长度，实际的长度还要看你JVM的内存。最大的字符串会占用多大的内存为 4GB。计算方式如下：

(2^31-1)*2*16/8/1024/1024/1024 = 4GB

所以在最坏的情况下，一个最大的字符串要占用4GB的内存。如果你的虚拟机不能分配这么多内存的话，会直接报错的。

JDK9 以后对 String 的存储进行了优化。底层不再使用 char 数组存储字符串，而是使用 byte 数组。对于 LATIN1 字符的字符串可以节省一倍的内存空间。