java

关注公众号 jb51net

关闭
首页 > 软件编程 > java > Java String类

一文带你吃透Java中的String类

作者：蜀山剑客李沐白

在 Java 中，字符串是一种常见的数据类型，经常用于存储一些文本信息，而String类则是Java提供的专门用于字符串操作的类，本文就来和大家聊聊String类的常用方法与实现原理吧

Java语言中的String对象是一个非常常见的数据类型，大多数情况下我们都是在使用String对象来表示字符串类型的数据。Java中的String类是一个final class，它是不可被继承的。本文将对Java中的String对象进行详细全面的描述，包括以下几个方面：

一、String类的概述

在 Java 中，字符串是一种常见的数据类型，经常用于存储一些文本信息。而String类则是Java提供的专门用于字符串操作的类，在Java标准库中，它位于java.lang包中。

String类是不可被继承的final类，即它不能被其他类所继承，也就是说它不能被修改。String类是通过使用Unicode字符集来表示字符串的，这使得Java支持多语言字符集。由于String类的不可变性（immutable），所以它可以作为安全的参数发送给诸如网络连接或数据库链接之类的方法，而不必担心其被篡改。String对象可以用来存储任何字符串类型的数据，包括HTML、XML等格式的字符串。

二、String类的构造函数

在 Java 中，String类提供了多种构造函数，可以用于创建字符串对象。下面是String类的一些常用构造函数：

例如：

String str1 = new String("Hello World!"); 
char[] charArray = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', ' ', 'W', 'o', 'r', 'l', 'd', '!'};
String str2 = new String(charArray);

三、String类的常用方法

在Java中，String类还提供了很多常用的方法，下面我们来介绍一些常用的方法：

3.1、字符串拼接

String concat(String str)：连接指定的字符串参数到此字符串的末尾。

例如：

String s1 = "Hello";
String s2 = "World";
String s3 = s1.concat(s2); // s3 = "HelloWorld"

3.2、字符串截取

例如：

String str = "Java is the best programming language!";
System.out.println(str.charAt(5)); // out: 'i'
System.out.println(str.indexOf("the")); // out: 8
System.out.println(str.substring(0, 4)); // out: "Java"

3.3、字符串替换

例如：

String str = "Java is the best programming language!";
System.out.println(str.replace('a', 'A')); // out: "JAvA is the best progrAmming lAnguAge!"
System.out.println(str.replace("the", "a")); // out: "Java is a best programming language!"

3.4、字符串分割

例如：

String str = "Java is the best programming language!";
String[] words1 = str.split(" ");
System.out.println(Arrays.toString(words1)); 
// out: ["Java", "is", "the", "best", "programming", "language!"]
String[] words2 = str.split(" ", 3); 
System.out.println(Arrays.toString(words2)); 
// out: ["Java", "is", "the best programming language!"]

3.5、大小写转换

例如：

String str = "Java is the best programming language!";
System.out.println(str.toUpperCase()); // out: "JAVA IS THE BEST PROGRAMMING LANGUAGE!"

3.6、字符串比较

例如：

String str1 = "Java is awesome!";
String str2 = "Java is great!";
System.out.println(str1.equals(str2)); // out: false
System.out.println(str1.startsWith("Java")); // out: true
System.out.println(str2.endsWith("great!")); // out: true
System.out.println(str1.compareTo(str2)); // out: -6

四、String类的不可变性原理及优缺点

String类在Java中是不可变的（immutable）的，这意味着一旦创建了一个String对象，它的值就不能被修改。String类的不可变性主要由以下两个方面造成：

4.1、String类的存储结构

在Java中，String对象实际上是一个包含字符数组的引用和一个表示字符串长度的整数。因此，在进行字符串操作时，String对象的引用和长度是不会变化的，只有字符数组才会被修改。而由于Java数组是一个固定长度的数据结构，因此String对象的不可变性就被保证了。

4.2、String类的操作方法

在Java中，String对象提供了很多用于字符串操作的方法（例如substring、concat等）。这些方法都是返回一个新的String对象，而不会在原有的String对象上进行修改，这也保证了String对象的不可变性。

String对象的不可变性带来了下面的优点：

同时也存在以下缺点：

五、String类的实现原理及性能问题

在 Java 中，String对象是通过char[]字符数组来存储字符串的。StringBuilder和StringBuffer也是通过char[]数组来存储字符串的，只不过它们在进行字符串操作时，会在原有的char[]数组上进行修改，而不是每次都创建一个新的char[]数组。

由于String对象的不可变性，每次对String对象进行字符串操作时都会创建一个新的String对象，这样会导致大量的内存开销和垃圾对象的产生，因此在进行大量的字符串操作时，应该尽量使用StringBuilder或StringBuffer来避免这些问题。

StringBuilder和StringBuffer都继承了AbstractStringBuilder类，它们之间的区别在于StringBuilder是线程不安全的，而StringBuffer是线程安全的。如果多个线程需要对同一个字符串进行操作时，应该使用StringBuffer来保证线程安全性。

在进行字符串操作时，如果需要创建一个新的String对象，可以使用静态方法String.valueOf()或者直接将字符数组传递给String类的构造函数来创建新的String对象，这样可以避免产生大量的垃圾对象。

六、字符串池的工作原理

Java中有一种称为字符串池（String Pool）的机制，它的主要作用是避免创建重复的String对象，从而节省内存空间。

当创建一个字符串时，JVM首先会在字符串池中查找该字符串是否已经存在。如果存在，则返回该字符串在字符串池中的引用；否则，在字符串池中创建该字符串，并返回该字符串在字符串池中的引用。

下面是一个示例代码：

String str1 = "Hello";
String str2 = "Hello";
String str3 = new String("Hello");

System.out.println(str1 == str2); // true，因为str1和str2都指向字符串池中的同一个对象
System.out.println(str1 == str3); // false，因为str3指向堆内存中新创建的String对象

因此，如果需要创建多个相同的字符串对象，可以直接使用字符串池中已有的对象，这样可以节省内存空间。

七、String类与StringBuilder、StringBuffer的比较

在进行字符串操作时，Java中常用的有String、StringBuilder和StringBuffer三种类。

下面是一个比较字符串拼接效率的示例代码：

String s = "";
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
    s += "a";
}

上述代码中使用了String来进行字符串拼接操作，每次都会创建一个新的String对象，因此效率较低。下面是使用StringBuilder进行字符串拼接的代码示例：

StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
    sb.append("a");
}
String s = sb.toString();

由于StringBuilder是可变的，因此在进行字符串操作时效率较高。

总之，在进行大量的字符串操作时，应该尽量使用StringBuilder或StringBuffer，避免使用String类导致效率低下。

以上就是一文带你吃透Java中的String类的详细内容，更多关于Java String类的资料请关注脚本之家其它相关文章！

您可能感兴趣的文章:
阅读全文