Java基礎(chǔ)之字符串操作——String

字符串

什么是字符串？如果直接按照字面意思來(lái)理解就是多個(gè)字符連接起來(lái)組合成的字符序列。為了更好的理解以上的理論，我們先來(lái)解釋下字符序列，字符序列：把多個(gè)字符按照一定的順序排列起來(lái)；而字符序列就是作為字符串的內(nèi)容而存在的。所以可以把字符串理解為：把多個(gè)字符按照一定的順序排列起來(lái)而構(gòu)成的排列組合。

如果還是不好理解，沒(méi)有關(guān)系，我還有法寶。我們可以用烤串來(lái)比喻說(shuō)明，可以把字符串看作是烤串，烤串上的每一塊肉都相當(dāng)于是一個(gè)字符。把一塊塊肉按照肥瘦相間的順序排列并串起來(lái)便成了我們吃的烤串，同理，把多個(gè)字符按照一定的順序“串”起來(lái)就構(gòu)成了字符串。

字符串的分類，字符串分為可變的字符串和不可變的字符串兩種；這里的不可變與可變指的是字符串的對(duì)象還是不是同一個(gè)，會(huì)不會(huì)因?yàn)樽址畬?duì)象內(nèi)容的改變而創(chuàng)建新的對(duì)象。

不可變的字符串：當(dāng)字符串對(duì)象創(chuàng)建完畢之后，該對(duì)象的內(nèi)容(上述的字符序列)是不能改變的，一旦內(nèi)容改變就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的字符串對(duì)象；Java中的String類的對(duì)象就是不可變的。

可變的字符串：StringBuilder類和StringBuffer類的對(duì)象就是可變的；當(dāng)對(duì)象創(chuàng)建完畢之后，該對(duì)象的內(nèi)容發(fā)生改變時(shí)不會(huì)創(chuàng)建新的對(duì)象，也就是說(shuō)對(duì)象的內(nèi)容可以發(fā)生改變，當(dāng)對(duì)象的內(nèi)容發(fā)生改變時(shí)，對(duì)象保持不變，還是同一個(gè)。

String 類

String類表示不可變的字符串，當(dāng)前String類對(duì)象創(chuàng)建完畢之后，該對(duì)象的內(nèi)容(字符序列)是不變的，因?yàn)閮?nèi)容一旦改變就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)一個(gè)新的對(duì)象。

String對(duì)象的創(chuàng)建:

方式一：通過(guò)字面量賦值創(chuàng)建，String s1 = "laofu";需要注意這里是雙引號(hào)：""，區(qū)別與字符char類型的單引號(hào)：''；

方式二：通過(guò)構(gòu)造器創(chuàng)建， String s2 = new String("laofu");;

以上兩種創(chuàng)建方式的對(duì)象在JVM中又是如何分布的呢? 分別有什么區(qū)別呢？

方式一和方式二在JVM中又是如何分布？

上圖中的常量池：用于存儲(chǔ)常量的地方內(nèi)存區(qū)域，位于方法區(qū)中。常量池又分為編譯常量池和運(yùn)行常量池兩種：

編譯常量池：當(dāng)把字節(jié)碼加載進(jìn)JVM的時(shí)候，其中存儲(chǔ)的是字節(jié)碼的相關(guān)信息(如：當(dāng)前執(zhí)行到的字節(jié)碼行號(hào)等)。

運(yùn)行常量池：其中存儲(chǔ)的是代碼中的常量數(shù)據(jù)。

方式一和方式二有何不同？

方式一：String s1 = "laofu";有可能只創(chuàng)建一個(gè)String對(duì)象，也有可能創(chuàng)建不創(chuàng)建String對(duì)象；如果在常量池中已經(jīng)存在"laofu"，那么對(duì)象s1會(huì)直接引用，不會(huì)創(chuàng)建新的String對(duì)象；否則，會(huì)先在常量池先創(chuàng)建常量"laofu"的內(nèi)存空間，然后再引用。

方式二：String s2 = new String("laofu");最多會(huì)創(chuàng)建兩個(gè)String對(duì)象，最少創(chuàng)建一個(gè)String對(duì)象。可使用new關(guān)鍵字創(chuàng)建對(duì)象是會(huì)在堆空間創(chuàng)建內(nèi)存區(qū)域，這是第一個(gè)對(duì)象；然后對(duì)象中的字符串字面量可能會(huì)創(chuàng)建第二個(gè)對(duì)象，而第二個(gè)對(duì)象如方式一中所描述的那樣，是有可能會(huì)不被創(chuàng)建的，所以至少創(chuàng)建一個(gè)String對(duì)象。

字符串的本質(zhì)，字符串在底層其實(shí)就是char[]，char表示一個(gè)字符，比如：

String str = "laofu";

等價(jià)于

char[] cs = new char[]{'l','a','o','f','u'};

String對(duì)象的空值：

對(duì)象引用為空，即：String s1 = null;此時(shí)s1沒(méi)有初始化，也在JVM中沒(méi)有分配內(nèi)存空間。

對(duì)象內(nèi)容為空字符串， 比如：String s2 = "";此時(shí)對(duì)象s2已經(jīng)初始化，值為""，JVM已經(jīng)為其分配內(nèi)存空間。

字符串的比較：使用"=="和"equals"會(huì)有不同效果，詳情在之前的文章中分享過(guò)：[JAVA] 只知對(duì)象屬性，不知類屬性？就算類答應(yīng)，static都不答應(yīng)

使用==號(hào)：用于比較對(duì)象引用的內(nèi)存地址是否相同。

使用equals方法：在Object類中和==號(hào)相同，但在自定義類中，建議覆蓋equals方法去實(shí)現(xiàn)比較自己內(nèi)容的細(xì)節(jié)；由于String類覆蓋已經(jīng)覆蓋了equals方法，所以其比較的是字符內(nèi)容。

所以可以這樣來(lái)判斷字符串非空：

對(duì)象引用不能為空：s1 != null;;

字符內(nèi)容不能為空字符串("")："".equals(s1);;

如果上述兩個(gè)條件都滿足，說(shuō)明字符串確實(shí)為空！

字符串拼接：Java中的字符串可以通過(guò)是"+"實(shí)現(xiàn)拼接，那么代碼中字符串拼接在JVM中又是如何處理的呢？我們通過(guò)一個(gè)例子說(shuō)明：通過(guò)比較拼接字符串代碼編譯前后的代碼來(lái)查看JVM對(duì)字符串拼接的處理。

通過(guò)上述例子不難發(fā)現(xiàn)，JVM會(huì)對(duì)字符串拼接做一些優(yōu)化操作，如果字符串字面量之間的拼接，無(wú)論有多少個(gè)字符串，JVM都會(huì)一樣的處理；如果是對(duì)象之間拼接，或者是對(duì)象和字面量之間的拼接，亦或是方法執(zhí)行結(jié)果參與拼接，String內(nèi)部會(huì)使用StringBuilder先來(lái)獲取對(duì)象的值，然后使用append方法來(lái)執(zhí)行拼接。由此可以總結(jié)得出：

使用字符串字面量創(chuàng)建的字符串，也就是單獨(dú)使用""引號(hào)創(chuàng)建的字符串都是直接量，在編譯期就會(huì)將其存儲(chǔ)到常量池中；

使用new String("")創(chuàng)建的對(duì)象會(huì)存儲(chǔ)到堆內(nèi)存中，在運(yùn)行期才創(chuàng)建；

使用只包含直接量的字符串連接符如"aa" + "bb"創(chuàng)建的也是直接量，這樣的字符串在編譯期就能確定，所以也會(huì)存儲(chǔ)到常量池中；

使用包含String直接量的字符串表達(dá)式(如"aa" + s1)創(chuàng)建的對(duì)象是運(yùn)行期才創(chuàng)建的，對(duì)象存儲(chǔ)在堆中，因?yàn)槠涞讓邮莿?chuàng)新了StringBuilder對(duì)象來(lái)實(shí)現(xiàn)拼接的；

5. 無(wú)論是使用變量，還是調(diào)用方法來(lái)連接字符串，都只能在運(yùn)行期才能確定變量的值和方法的返回值，不存在編譯優(yōu)化操作。

String 的常用API

這里列舉了一些常用String API，更多的可以查閱jdk使用手冊(cè)，做Java一定得學(xué)會(huì)查閱jdk手冊(cè)。

String 的創(chuàng)建和轉(zhuǎn)換:

byte[] getBytes()：把字符串轉(zhuǎn)換為byte數(shù)組。

char[] toCharArray()：把字符串轉(zhuǎn)換為char數(shù)組。

String(byte[] bytes)：把byte數(shù)組轉(zhuǎn)換為字符串。

String(char[] value)：把char數(shù)組轉(zhuǎn)換為字符串。

獲取字符串信息

int length() ：返回此字符串的長(zhǎng)度。

char charAt(int index) ：返回指定索引處的 char值。

int indexOf(String str) ：返回指定字符串在此字符串中首次(從最左邊算起)出現(xiàn)處的索引。

int lastIndexOf(String str) ：返回指定字符串在此字符串中最后(最右邊算起)出現(xiàn)處的索引。

字符串比較判斷

boolean equals(Object anObject)： 將此字符串與指定的對(duì)象比較。

boolean equalsIgnoreCase(String anotherString)： 將此 String 與另一個(gè) String 做忽略大小寫的比較。

boolean contentEquals(CharSequence cs)： 將此字符串與指定的 CharSequence 比較，比較的是內(nèi)容；

ps：String類是現(xiàn)實(shí)了CharSequence(字符序列)接口的。

字符串大小寫轉(zhuǎn)換：調(diào)用方法的字符串就是當(dāng)前字符串

String toUpperCase()： 把當(dāng)前字符串轉(zhuǎn)換為大寫

String toLowerCase()： 把當(dāng)前字符串轉(zhuǎn)換為小寫

StringBuilder/StringBuffer

先來(lái)分別使用String/StringBuilder/StringBuffer來(lái)拼接30000次字符串，對(duì)比各自損耗的時(shí)間，經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)：

String做字符串拼接的時(shí)候，耗時(shí)最高，性能極低，原因是String內(nèi)容是不可變的，每次內(nèi)容改變都會(huì)在內(nèi)存中創(chuàng)建新的對(duì)象。

性能最好的是StringBuilder，其次是StringBuffer，最后是String。StringBuilder和StringBuffer區(qū)別并不是很大，也有可能是測(cè)試次數(shù)還不夠吧。感興趣的小伙伴可以增加拼接次數(shù)來(lái)看看。代碼很簡(jiǎn)單，就不展示出來(lái)了。

所以在開(kāi)發(fā)中拼接字符串時(shí)，優(yōu)先使用StringBuffer/StringBuilder，不到萬(wàn)不得已，不要輕易使用String。

StringBuilder以及StringBuffer的區(qū)別

StringBuffer和StringBuilder都表示可變的字符串，兩種’的功能方法都是相同的。但唯一的區(qū)別：

StringBuffer：StringBuffer中的方法都使用了synchronized修飾符，表示同步操作，在多線程并發(fā)的時(shí)候可以保證線程安全，但在保證線程安全的時(shí)候，對(duì)其性能有一定影響，會(huì)降低其性能。

StringBuilder：StringBuilder中的方法都沒(méi)有使用了synchronized修飾符，線程不安全，正因?yàn)槿绱?#xff0c;其性能較高。

對(duì)并發(fā)安全沒(méi)有很高要求的情況下，建議使用StringBuilder，因?yàn)槠湫阅芎芨摺Ｏ襁@樣的情況會(huì)較多些。使用StringBuilder無(wú)參數(shù)的構(gòu)造器，在底層創(chuàng)建了一個(gè)長(zhǎng)度為16的char數(shù)組：

此時(shí)該數(shù)組只能存儲(chǔ)16個(gè)字符，如果超過(guò)了16個(gè)字符，會(huì)自動(dòng)擴(kuò)容(創(chuàng)建長(zhǎng)度更大的數(shù)組,再把之前的數(shù)組拷貝到新數(shù)組)，此時(shí)性能極低；如果事先知道大概需要存儲(chǔ)多少字符，可以通過(guò)構(gòu)造器來(lái)設(shè)置字符的初始值：

//創(chuàng)建一個(gè)長(zhǎng)度為80的char數(shù)組.

new StringBuilder(80);

StringBuilder的常用方法：

append(Object val)：追加任意類型數(shù)據(jù)到當(dāng)前StringBuilder對(duì)象中。

StringBuilder deleteCharAt(int index) ：刪除字符串中指定位置的字符。

完結(jié)。雖然老夫不正經(jīng)，但老夫一身的才華

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的java字符串底层实现_「JAVA」细述合理创建字符串，分析字符串的底层存储，你不该错过...的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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