Java中String类的用法

一、String

首先我们要明确,String并不是基本数据类型,而是一个对象,并且是不可变的对象。查看源码就会发现String类为final型的(当然也不可被继承),而且通过查看JDK文档会发现几乎每一个修改String对象的操作,实际上都是创建了一个全新的String对象。

      字符串为对象,那么在初始化之前,它的值为null,到这里就有必要提下””、null、new String()三者的区别。null 表示string还没有new ,也就是说对象的引用还没有创建,也没有分配内存空间给他,而””、new String()则说明了已经new了,只不过内部为空,但是它创建了对象的引用,是需要分配内存空间的。打个比方:一个空玻璃杯,你不能说它里面什么都没有,因为里面有空气,当然也可以把它弄成真空,null与” “、new String()的区别就象真空与空气一样。

      在字符串中存在一个非常特殊的地方,那就是字符串池。每当我们创建一个字符串对象时,首先就会检查字符串池中是否存在面值相等的字符串,如果有,则不再创建,直接放回字符串池中对该对象的引用,若没有则创建然后放入到字符串池中并且返回新建对象的引用。这个机制是非常有用的,因为可以提高效率,减少了内存空间的占用。所以在使用字符串的过程中,推荐使用直接赋值(即String s=”aa”),除非有必要才会新建一个String对象(即String s = new String(”aa”))。

      对于字符串的使用无非就是这几个方面:

     1、字符串比较

         equals() ——判断内容是否相同。

         compareTo() ——判断字符串的大小关系。

         compareToIgnoreCase(String int) ——在比较时忽略字母大小写。

         == ——判断内容与地址是否相同。

         equalsIgnoreCase() ——忽略大小写的情况下判断内容是否相同。

         reagionMatches() ——对字符串中的部分内容是否相同进行比较(详情请参考API)。

     2、字符串查找

         charAt(int index) ——返回指定索引index位置上的字符,索引范围从0开始。

         indexOf(String str)——从字符串开始检索str,并返回第一次出现的位置,未出现返回-1。

         indexOf(String str,int fromIndex);——从字符串的第fromIndex个字符开始检索str。

         lastIndexOf(String str)——查找最后一次出现的位置。

         lastIndexOf(String str,int fromIndex)—-从字符串的第fromIndex个字符查找最后一次出现的位置。

         starWith(String prefix,int toffset)—–测试此字符串从指定索引开始的子字符串是否以指定前缀开始。

         starWith(String prefix)——测试此字符串是否以指定的前缀开始。

         endsWith(String suffix)——测试此字符串是否以指定的后缀结束。

     3、字符串截取

        public String subString(int beginIndex)——返回一个新的字符串,它是此字符串的一个子字符串。

         public String subString(int beginIndex,int endIndex)——返回的字符串是从beginIndex开始到endIndex-1的串。

     4、字符串替换

         public String replace(char oldChar,char newChar)。

         public String replace(CharSequence target,CharSequence replacement)——把原来的etarget子序列替换为replacement序列,返回新串。

         public String replaceAll(String regex,String replacement)——用正则表达式实现对字符串的匹配。注意replaceAll第一个参数为正则表达式,鄙人曾经深受其害。

     5.其它常用方法

        getBytes()–该方法的作用是将字符串转换为对应的byte数组,从而便于数据的存储和传输

      例如:

String s = “计算机”;
byte[] b = s.getBytes();   //使用本机默认的字符串转换为byte数组
byte[] b = s.getBytes(“UTF-8”); //使用UTF-8字符集转换为byte数组

  在实际转换时,一定要注意字符集的问题,否则中文在转换时将会出现问题。

 split()–该方法的作用是以特定的字符串作为间隔,拆分当前字符串的内容,一般拆分以后会获得一个字符串数组。

该方法的作用是以特定的字符串作为间隔,拆分当前字符串的内容,一般拆分以后会获得一个字符串数组。例如:

         String s = “ab,12,df”;

         String s1[] = s.split(“,”);

该代码的作用是以字符串”,”作为间隔,拆分字符串s,从而得到拆分以后的字符串数字s1,其内容为:{“ab”,”12”,”df”}。

该方法是解析字符串的基础方法。

如果字符串中在内部存在和间隔字符串相同的内容时将拆除空字符串,尾部的空字符串会被忽略掉。例如:

         String s = “abbcbtbb”;

         String s1[] = s.split(“b”);

则拆分出的结果字符串数组s1的内容为:{“a”,””,”c”,”t”}。拆分出的中间的空字符串的数量等于中间间隔字符串的数量减一个。例如:

         String s = “abbbcbtbbb”;

         String s1[] = s.split(“b”);

则拆分出的结果是:{“a”,””,””,”c”,”t”}。最后的空字符串不论有多少个,都会被忽略。

如果需要限定拆分以后的字符串数量,则可以使用另外一个split方法,例如:

         String s = “abcbtb1”;

         String s1[] = s.split(“b”,2);

该代码的作用是将字符串s最多拆分成包含2个字符串数组。则结果为:{“a”,”cbtb1”}。

         如果第二个参数为负数,则拆分出尽可能多的字符串,包括尾部的空字符串也将被保留。

 toCharArray()–该方法的作用和getBytes方法类似,即将字符串转换为对应的char数组。

String s = “abc”;

          char[] c = s.toCharArray();
则字符数组c的值为:{‘a’,’b’,’c’}。

toLowerCase()–方法的作用是将字符串中所有大写字符都转换为小写.

    类似的方法是toUpperCase,该方法的作用是将字符串中的小写字符转换为对应的大写字符。

    trim()–该方法的作用是去掉字符串开始和结尾的所有空格,然后形成一个新的字符串。该方法不去掉字符串中间的空格

    copyValueOf(char[] data)–该方法返回一个String,它包含字符数组的字符。可以理解成将一个指定的数组转换成字符串。

       valueOf()–该方法的作用是将其它类型的数据转换为字符串类型。需要注意的是,基本数据和字符串对象之    间不能使用以前的强制类型转换的语法进行转换.另外,由于该方法是static方法,所以不用创建String类型的对象即可。

 int n = 10;

String s = String.valueOf(n);

则字符串s的值是”10”。虽然对于程序员来说,没有发生什么变化,但是对于程序来说,数据的类型却发生了变化。

介绍一个简单的应用,判断一个自然数是几位数字的逻辑代码如下:

         int n = 12345;

         String s = String.valueOf(n);

         int len = s.length();

则这里字符串的长度len,就代表该自然数的位数。这种判断比数学判断方法在逻辑上要简单一些。

二、StringBuffer

StringBuffer和String一样都是用来存储字符串的,只不过由于他们内部的实现方式不同,导致他们所使用的范围不同,对于StringBuffer而言,他在处理字符串时,若是对其进行修改操作,它并不会产生一个新的字符串对象,所以说在内存使用方面它是优于String的。

      其实在使用方法,StringBuffer的许多方法和String类都差不多,所表示的功能几乎一模一样,只不过在修改时StringBuffer都是修改自身,而String类则是产生一个新的对象,这是他们之间最大的区别。

      同时StringBuffer是不能使用=进行初始化的,它必须要产生StringBuffer实例,也就是说你必须通过它的构造方法进行初始化。

      在StringBuffer的使用方面,它更加侧重于对字符串的变化,例如追加、修改、删除,相对应的方法:

      1、append():追加指定内容到当前StringBuffer对象的末尾,类似于字符串的连接,这里StringBuffer对象的内容会发生改变。

      2、insert:该类方法主要是在StringBuffer对象中插入内容。

      3、delete:该类方法主要用于移除StringBuffer对象中的内容。

      三、StringBuilder

StringBuilder也是一个可变的字符串对象,他与StringBuffer不同之处就在于它是线程不安全的,基于这点,它的速度一般都比StringBuffer快。与StringBuffer一样,StringBuider的主要操作也是append与insert方法。这两个方法都能有效地将给定的数据转换成字符串,然后将该字符串的字符添加或插入到字符串生成器中。

      上面只是简单的介绍了String、StringBuffer、StringBuilder,其实对于这三者我们应该更加侧重于他们只见到的区别,只有理清楚他们之间的区别才能够更好的使用他们。

四、正确使用String、StringBuffer、StringBuilder

我们先看如下表格:

这里对于String是否为线程安全,鄙人也不是很清楚,原因:String不可变,所有的操作都是不可能改变其值的,是否存在线程安全一说还真不好说?但是如果硬要说线程是否安全的话,因为内容不可变,永远都是安全的。

      在使用方面由于String每次修改都需要产生一个新的对象,所以对于经常需要改变内容的字符串最好选择StringBuffer或者StringBuilder.而对于StringBuffer,每次操作都是对StringBuffer对象本身,它不会生成新的对象,所以StringBuffer特别适用于字符串内容经常改变的情况下。

      但是并不是所有的String字符串操作都会比StringBuffer慢,在某些特殊的情况下,String字符串的拼接会被JVM解析成StringBuilder对象拼接,在这种情况下String的速度比StringBuffer的速度快。如:

      String name = ”I ” + ”am ” + ”chenssy ” ;

      StringBuffer name = new StringBuffer(”I ”).append(” am ”).append(” chenssy ”);

      对于这两种方式,你会发现第一种比第二种快太多了,在这里StringBuffer的优势荡然无存。其真实的原因就在于JVM做了一下优化处理,其实String name = ”I ” + ”am ” + ”chenssy ” ;在JVM眼中就是String name = ”I am chenssy ” ;这样的方式对于JVM而言,真的是不要什么时间。但是如果我们在这个其中增加一个String对象,那么JVM就会按照原来那种规范来构建String对象了。

      对于这三者使用的场景做如下概括(参考:《编写搞质量代码:改善java程序的151个建议》):

         1、String:在字符串不经常变化的场景中可以使用String类,如:常量的声明、少量的变量运算等。

         2、StringBuffer:在频繁进行字符串的运算(拼接、替换、删除等),并且运行在多线程的环境中,则可以考虑使用StringBuffer,例如XML解析、HTTP参数解析和封装等。

         3、StringBuilder:在频繁进行字符串的运算(拼接、替换、删除等),并且运行在多线程的环境中,则可以考虑使用StringBuffer,如SQL语句的拼装、JSON封装等(貌似这两个我也是使用|StringBuffer)。

更多有关于他们之间区别,请参考:http://www.cnblogs.com/zuoxiaolong/p/lang1.html。

五、字符串拼接方式

      对于字符串而言我们经常是要对其进行拼装处理的,在java中提高了三种拼装的方法:+、concat()以及append()方法。这三者之间存在什么区别呢?先看如下示例:

public class StringTest {
    
    /**
     * @desc 使用+、concat()、append()方法循环10W次
     * @author chenssy
     * @data 2013-11-16
     * @param args
     * @return void
     */
    public static void main(String[] args) {
        //+
        long start_01 = System.currentTimeMillis();
        String a = "a";
        for(int i = 0 ; i < 100000 ; i++){
            a += "b";
        }
        long end_01 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("  +   所消耗的时间:" + (end_01 - start_01) + "毫米");
        
        //concat()
        long start_02 = System.currentTimeMillis();
        String c = "c";
        for(int i = 0 ; i < 100000 ; i++){
            c = c.concat("d");
        }
        long end_02 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("concat所消耗的时间:" + (end_02 - start_02) + "毫米");
        
        //append
        long start_03 = System.currentTimeMillis();
        StringBuffer e = new StringBuffer("e");
        for(int i = 0 ; i < 100000 ; i++){
            e.append("d");
        }
        long end_03 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("append所消耗的时间:" + (end_03 - start_03) + "毫米");
    }
}
 
------------
Output:
  +   所消耗的时间:19080毫米
concat所消耗的时间:9089毫米
append所消耗的时间:10毫米

从上面的运行结果可以看出,append()速度最快,concat()次之,+最慢。原因请看下面分解:

 (一)+方式拼接字符串

      在前面我们知道编译器对+进行了优化,它是使用StringBuilder的append()方法来进行处理的,我们知道StringBuilder的速度比StringBuffer的速度更加快,但是为何运行速度还是那样呢?主要是因为编译器使用append()方法追加后要同toString()转换成String字符串,也就说 str +=”b”等同于

      str = new StringBuilder(str).append(“b”).toString();

      它变慢的关键原因就在于new StringBuilder()和toString(),这里可是创建了10W个StringBuilder对象,而且每次还需要将其转换成String,速度能不慢么?

     (二)concat()方法拼接字符串

public String concat(String str) {
    int otherLen = str.length();
    if (otherLen == 0) {
        return this;
    }
    char buf[] = new char[count + otherLen];
    getChars(0, count, buf, 0);
    str.getChars(0, otherLen, buf, count);
    return new String(0, count + otherLen, buf);
    }

这是concat()的源码,它看上去就是一个数字拷贝形式,我们知道数组的处理速度是非常快的,但是由于该方法最后是这样的:return new String(0, count + otherLen, buf);这同样也创建了10W个字符串对象,这是它变慢的根本原因。

     (三)append()方法拼接字符串

public synchronized StringBuffer append(String str) {
    super.append(str);
        return this;
    }

StringBuffer的append()方法是直接使用父类AbstractStringBuilder的append()方法,该方法的源码如下:

public AbstractStringBuilder append(String str) {
    if (str == null) str = "null";
        int len = str.length();
    if (len == 0) return this;
    int newCount = count + len;
    if (newCount > value.length)
        expandCapacity(newCount);
    str.getChars(0, len, value, count);
    count = newCount;
    return this;
    }

与concat()方法相似,它也是进行字符数组处理的,加长,然后拷贝,但是请注意它最后是返回并没有返回一个新串,而是返回本身,也就说这这个10W次的循环过程中,它并没有产生新的字符串对象。

      通过上面的分析,我们需要在合适的场所选择合适的字符串拼接方式,但是并不一定就要选择append()和concat()方法,原因在于+根据符合我们的编程习惯,只有到了使用append()和concat()方法确实是可以对我们系统的效率起到比较大的帮助,才会考虑,同时我也真的没有怎么用过concat()方法。

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