Java 常見字串處理

一、基本用法

字串是Java中特殊的類，使用方法像基本資料型別，被廣泛應用在Java程式設計中。Java沒有內建的字串型別，而是在標準Java類庫中提供了一個String類來建立和操作字串。String是不可變的，因為該類中使用final關鍵字修飾字符陣列來儲存字串,即private final char value[]。

(一) 字串定義

// 1.直接定義字串
String s1 = "fuxing";
// 2.使用String類定義
String s2 = new String("fuxing");

1. 區別

1. 第一種方式是先檢驗字串常量中有沒有"fuxing"，如果字串常量池中沒有，則建立一個，然後用s1指向常量池中的物件，有則直接指向。

2. 第二種方式是直接在堆記憶體空間建立一個新的物件。

3. 且s1和s2並不相等，一個是堆記憶體的String物件，一個是常量池中的String物件

(二) new String("fuxing")到底建立了幾個物件?

透過 new 建立字串的方式可能會建立 1 個或 2 個物件，如果常量池中已經存在此字串只會在堆上建立一個變數，並指向字串常量池中的值，如果字串常量池中沒有相關的字元，會先建立字串在返回此字串的引用給堆空間的變數

(三) String和int相互轉換

【String轉int】

在 String轉換int時，String的值一定是整數，否則會報數字轉換異常（java.lang.NumberFormatException）。

public static void main(String[] args) {
    String str = "123";
    int n = 0;
    
    // 第一種轉換方法：Integer.parseInt(str)
    n = Integer.parseInt(str);
    System.out.println(n);	// 123
    
    // 第二種轉換方法：Integer.valueOf(str).intValue()
    n = 0;
    n = Integer.valueOf(str).intValue();
    System.out.println(n);	// 123
}

【int轉String】

public static void main(String[] args) {
    int num = 10;
    
    // 第一種方法：String.valueOf(i); 注意：引數i不能為空，否則會報空指標異常（NullPointerException）
    num = 10;
    String str = String.valueOf(num);
    System.out.println("str:" + str);
    
    // 第二種方法：Integer.toString(i);
    num = 10;
    String str2 = Integer.toString(num);
    System.out.println("str2:" + str2);
    
    // 第三種方法："" + i;
    String str3 = num + "";
    System.out.println("str3:" + str3);
}

(四) 去除字串中的空格

String str = " hello ";		//hello兩邊時空格
System.out.println(str.length());    // 輸出 7
System.out.println(str.trim().length());    // 輸出 5

(五) 擷取字串

【從索引位置開始至結尾】

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

【擷取指定範圍】

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

(六) 分割字串

public static void main(String[] args) {
    String Colors = "Red,Black,White,Yellow,Blue";
    String[] arr1 = Colors.split(","); // 不限制元素個數
    String[] arr2 = Colors.split(",", 3); // 限制元素個數為3
    System.out.println("所有顏色為：");
    for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
        System.out.println(arr1[i]);
    }
    System.out.println("前三個顏色為：");
    for (int j = 0; j < arr2.length; j++) {
        System.out.println(arr2[j]);
    }
}

二、StringBuffer & StringBuilder

(一) StringBuffer

【建立方式】

// 1.定義一個空的字串緩衝區，含有16個字元的容量
StringBuffer str1 = new StringBuffer();
// 2.定義一個含有10個字元容量的字串緩衝區
StringBuffer str2 = new StringBuffer(10);
// 3.定義一個含有(16+4)的字串緩衝區，"福星高照"為4個字元
StringBuffer str3 = new StringBuffer("福星高照");
// capacity()方法返回字串的容量大小
System.out.println(str1.capacity());    // 輸出 16
System.out.println(str2.capacity());    // 輸出 10
System.out.println(str3.capacity());    // 輸出 20

【追加字串】

StringBuffer buffer = new StringBuffer("hello");    // 建立一個 StringBuffer 物件
String str = "World";
buffer.append(str);    // 向StringBuffer物件追加str字串到末尾，類似於字串的連線
System.out.println(buffer.substring(0));    // HelloWorld

【其他常用方法】

StringBuffer sb = new StringBuffer("hello");
// 1.替換字元
sb.setCharAt(1,'E');
System.out.println(sb);    // 輸出：hEllo
// 2.反轉字串
sb.reverse();
System.out.println(sb);    // 輸出：olleh
// 3.刪除字串
sb.deleteCharAt(2);
System.out.println(sb);    // 輸出：helo

(二) String、StringBuffer和StringBuilder的對比

【StringBuilder】

StringBuilder類是 JDK 1.5 新增的類，它也代表可變字串物件。實際上，StringBuilder和StringBuffer功能基本相似，方法也差不多。不同的是，StringBuffer是執行緒安全的，而StringBuilder則沒有實現執行緒安全功能，所以效能略高。因此在通常情況下，如果需要建立一個內容可變的字串物件，則應該優先考慮使用StringBuilder類。

【三者關聯】

三者都實現 CharSequence介面。CharSequence是一個定義字串操作的介面，它只包括length()、charAt(int index)、subSequence(int start, int end) 這幾個 API。

【三者區別】

三、注意事項

(一) String 有長度限制嗎？是多少？

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

1. 編譯時限制：65534

我們知道字串常量會被放入方法區的常量池中，JVM 規範對常量池有所限制。常量池中的每一種資料項都有自己的型別。Java 中的 UTF-8 編碼的 Unicode 字串在常量池中以CONSTANT_Utf8 型別表示。

CONSTANT_Utf8的數據結構如下：

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

我們重點關注下長度為 length 的那個 bytes 陣列，這個陣列就是真正儲存常量資料的地方，而 length 就是陣列可以儲存的最大位元組數。length 的型別是 u2，u2 是無符號的 16 位整數，因此理論上允許的的最大長度是 2^16-1=65535。但是由於 JVM 需要 1 個位元組表示結束指令，所以編譯時 String 最大長度不能超過 65534。

2. 執行時限制：2³¹-1

字串的內容是由一個字元陣列 char[] 來儲存的，由於陣列的長度及索引是整數，且 String 類中返回字串長度的方法 length() 的返回值也是 int ，所以透過檢視 java 原始碼中的類 Integer 我們可以看到 Integer 的最大長度不能超過 2^31 -1。

但是這個也是理論上的長度，實際的長度還要看你JVM的記憶體。最大的字串會佔用多大的記憶體為 4GB。計算方式如下：

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

所以在最壞的情況下，一個最大的字串要佔用4GB的記憶體。如果你的虛擬機器不能分配這麼多記憶體的話，會直接報錯的。

JDK9 以後對 String 的儲存進行了最佳化。底層不再使用 char 陣列儲存字串，而是使用 byte 陣列。對於 LATIN1 字元的字串可以節省一倍的記憶體空間。