Java工具类之字符串类（超详细）

标签：字符 Java String int 详细字符串方法 public

1、字符串类

字符串是我们在编程中最常使用的一种数据类型，Java中用类来描述字符串，其中最常用的字符串处理类是String，此外还有StringBuffer和StringBuilder。在本节，我们会了解每种字符串处理类的特点，以便能在应用时选择合适的字符串类型。字符串不属于8种基本数据类型，而是一种引用类型。String对象代表一组不可改变的Unicode字符序列，String类对象的内容一旦被初始化就不能再改变，对它的任何修改实际上又产生一个新的字符串。String类是final类型的类，不能被继承，所有的方法不允许被覆盖。StringBuffer对象代表一组可改变的Unicode字符序列，StringBuilder是JDK5.0版本后引入的字符串处理类，其中的方法与StringBuffer类的相同。他们都属于java.lang包，在使用的时候不需要用import语句导入。

1. String对象的创建

String是比较特殊的数据类型，它不属于基本数据类型，但是可以和使用基本数据类型一样直接赋值，也可以像引用数据类型一样，使用关键字new进行实例化。

String类型对象的实例化有两种方式:　

–静态方式（常用）：直接给变量赋值，

如：String　s1　=　"abc";　 String　s2　=　"abc";　

–动态方式：使用new运算符动态的给变量赋值，

如：String　s3　=　new　String("abc"); String　s4　=　new　String("abc");

这两种方式创建的字符串对象是有区别的。

区别在于：使用静态方式创建的字符串，如果前后两次创建的字符串内容相同，则在堆区的常量池中只会产生一个字符串对象，即两个引用指向同一块地址。而使用动态方式创建的字符串，不管前后两次创建的字符串内容是否相同，每创建一次，都会在堆内存中会产生出不同的对象，即两个引用指向不同的地址。

动态创建String对象时需要用到构造方法，String类的常用的构造方法如下，更多构造方法请直接查阅Java API。

初始化一个新创建的String　对象，它表示一个空字符序列。

String　变量名　=　new　String()　;

初始化一个新创建的String对象，表示一个空字符串（" "）；注意空字符串与null的区别，空字符串表示String对象的内容为空，而null表示String类的变量不指向任何的String对象。

初始化一个新创建的　String对象，表示一个与该参数相同的字符序列。

String　变量名　=　new　String　(String　value)　;

String(char　chars[])　使用一个字符数组创建一个String对象。

注意，当使用"+"运算符进行运算时，如果参与运算的有字符串，则"+"的含义为进行字符串连接，当参与运算的没有字符串时，则"+"的含义为算术运算符加号。例如：

String　str1　=　"hello　";
String　str2　=　"world";　
System.out.println (str1 + str2);　 //输出结果为"hello　world"
System.out.println(5 + 6 + 'A');　 //输出结果为76
System.out.println(5 + 6 + "A");　 //输出结果为11A
System.out.println(5 + "A" +6);　 //输出结果为5A6

2. String 对象的不可变性

任何一个String对象在创建之后都不能对它的内容作出任何改变。 String的不可变性具体讲就是每个String的实例会包含一个名为 private final char [] value的字符数组实例，一旦一个String类被实例后，这个value是不会被改变的，即具有不可变性（immutability）。String还包含一个hash字段，它的值取决于value的内容，value不变hash也不会改变的，所以String是一个不可变类。

String对于连接、获得子串和改变大小写等操作，如果返回值同原字符串不同，实际上是产生了一个新的String对象，在程序的任何地方，相同的字符串字面常量都是同一个对象，下面的代码会改变字符串s的内容吗？

String　s　=　"Java";
s　=　"HTML";

答案是不会。第一条语句创建了一个内容为"Java"的String对象，并将其引用赋值给s。第二条语句创建了一个内容为"HTML"的新String对象，并将其引用赋值给s。赋值后第一个String对象仍然存在，但是不能再访问它，因为变量s现在指向了新的对象HTML，如图所示。

上图字符串是不可改变的，一旦创建，它们的内容不能修改

因为字符串在程序设计中是不可改变的，但同时又会被频繁地使用，所以Java虚拟机为了提高效率并节省内存，对具有相同字符串序列的字符串直接使用同一个实例。例如下面的语句：

 Field field = String.class.getDeclaredField("value");
 field.setAccessible(true);
 
 String str0 = "aa";
 String str1 = "aa";
 String str2 = new String("aa");
 System.out.println(str0 == str1);  //  true
 System.out.println(str0 == str2);  // false
 
 char[] value0 = (char[]) field.get(str0);
 char[] value2 = (char[]) field.get(str2);
 System.out.println(value0 == value2); // true

程序运行结果：

true

false

true

说明str0和str2是两个独立的对象，但是value字段是公用的。这段代码在内存图解如下：

3. 字符串的比较

String类提供了多种对字符串比较的方法，具体如表1-6所示。

表1-6　字符串比较方法

方法	含义
boolean　equals(String)	判断两个字符串对象的内容是否相等
boolean　equalsIgnoreCase(String)	比较两个字符串的内容是否相等，忽略大小
int　compareTo(s1:String)	返回一个大于0、等于0或者小于0的整数以表明这个字符串是大于、等于还是小于s1
int　compareToIgnoreCase(String)	除了不区分大小写外，其他都和compareTo是一样的
boolean　regionMatches(int, String, int, int)	如果这个字符串指定的子域精确匹配字符串s1中指定的子域则返回true
boolean　startsWith(String　prefix)	测试此字符串是否以指定的前缀开始
boolean　endsWith(String　suffix)	测试此字符串是否以指定的后缀结束

例如，下面的语句先显示true,然后显示false.

String　s1　=　new　String("welcome　to　Java");
String　s2　=　"welcome　to　Java";
String　s3　=　"welcome　to　C++";
System.out.println(s1.equals(s2));　//true
System.out.println(s1.equals(s3));//false

【例】字符串equals方法练习

String　s1　=　"abc";
String　s2　=　new　String("abc");
String　s3　=　new　String("abc");
String　s4　=　"abc";
System.out.println(s1.equals(s2));   //true
System.out.println(s1.equals(s4));   // true
System.out.println(s2.equals(s3));   //true

程序分析：equals方法用来比较两个字符串是否相等。

【例】重写equals()方法，判断不同的点，是否是坐标系上的同一点。

    //点类
    public　class　Point　{
        private　int　x; //x坐标
        private　int　y;//y坐标
        public　Point(int　x,int　y){
            this.x　=　x;
            this.y　=　y;
        }
        public　int　getX()　{
            return　x;
        }
        public　void　setX(int　x)　{
            this.x　=　x;
        }
        public　int　getY()　{
            return　y;
        }
        public　void　setY(int　y)　{
            this.y　=　y;
        }
        @Override
        public　String　toString()　{
            return　"("+x+","+y+")";
        }    
        //如果x，y的值相同，就认为是坐标上的同一点
        public　boolean　equals(Object　obj)　{
            if(obj　==　null){
                return　false;
            }
            if(this　==　obj){
                return　true;
            }
            if(!(obj　instanceof　Point)){
                return　false;
            } else {
                Point　p　=　(Point)obj;
                if(p.x==x&&p.y==y){
                    return　true;
                } else {
                    return　false;
                }
            }
        }
    }
//测试类
public　class　TestPoint　{
    public　static　void　main(String[]　args)　{
        Point　p1　=　new　Point(55,66);
        Point　p2　=　new　Point(55,66);
        Point　p3　=　new　Point(22,33);
        System.out.println(p1.equals(p2));
        System.out.println(p1==p2);
        System.out.println(p1.equals(p3));
        System.out.println(p1==p3);
    }
}

程序运行结果：

true

false

程序分析：上例测试中main()方法中实例化了3个点，分别使用equals方法与==进行比较，因为Point类覆盖了父类的equals()方法，该方法判断如果两个Point对象的x坐标和y坐标相等，则返回true，所以第1行输出为true，"=="运算符比较引用数据类型时，判断两个引用是否指向同一个对象，p1,p2,p3都分别是不同的对象，所以第2行和第4行输出为false。

compareTo方法也可以用来对字符串进行比较。方法如下：

s1.compareTo(s2)

如果s1与s2相等，那么该方法返回值为0；如果按字典序（即以统一码的顺序）s1小于s2，那么方法返回值小于0；如果按字典序s1大于s2，方法返回值大于0。

方法compareTo返回的实际值是依据s1和s2从左到右数第一个不同字符之间的距离得出的，例如，假设s1为“abc”，s2为“abg”，那么s1.compareTo(s2)返回-4。首先比较的是s1与s2中第一个位置的字符（a与a）。因为它们相等，所以比较第二个位置的两个字符（b与b）。因为它们也相等，所以比较第三个位置的两个字符（c与g）。由于字符c比字符g小4，所以比较之后返回-4。如果使用像>、>=、<或<=这样的比较运算符比较两个字符串，就会发生错误，替代的方法就是使用s1.compareTo(s2)来进行比较。

如果两个字符串相等，equals方法返回true；如果不相等，方法返回false。compareTo方法会根据一个字符串是否等于、大于或小于另一个字符串，分别返回0、正整数或负整数。

4. 字符串与数组之间的转换

字符串不是数组，但是字符串可以转换成字节数组和字符数组，反之亦然。

（1）与字符数组之间的转换

为了将字符串转换成一个字符数组，可以使用toCharArray方法。例如，下述语句将字符串"Java "转换成一个字符数组：

Char[]　chars= "Java".toCharArray();

因此chars[0]是'J'，chars[1]是'a'，chars[2]是'v'，chars[3]是'a'。

还可以使用方法getChars(int　srcBegin，int　srcEnd，char[]dst，int　dstBegin)将下标从srcBegin到srcEnd-1的子串复制到字符数组dst中下标从dstBegin开始的位置。例如，下面的代码功能是把字符串"CS3720"中下标从2到6-1的子串"3720"复制到字符数组dst中，赋值时下标从4开始的位置：

Char[]　dst={'j'，'a'，'v'，'a'，'1'，'3'，'0'，'1'};

"CS3720".getChars(2,6,dst,4);

这样，dst就变成了{'j'，'a'，'v'，'a'，'3'，'7'，'2'，'0'}。

为了将一个字符数组转换成字符串，应该使用构造方法String(char[])或者方法valueOf(char[])。例如，下面的语句使用String构造方法把一个字符数组构造成一个字符串：

char[ ] chr = new　char[]{'j'，'a'，'v'，'a'};

String　str　=　new　String( chr );

下面的语句使用valueOf方法把一个字符数组构造成一个字符串：

char[ ] chr = new　char[]{'j'，'a'，'v'，'a'};

String　str　=　String.valueOf( chr );

（2）与字节数组之间的转换

Java中能够把字符串转换为字节数组，有3种形式。

形式1：public　byte[]　getBytes() //方法定义：以默认编码把字符串转换为字节数组

形式2：public　byte[]　getBytes(Charset charset) //方法定义：按照指定的字符集把字符串转换为字节数组

形式3：public　byte[]　getBytes(String charsetName) //方法定义：按照指定的字符集把字符串转换为字节数组

【例】使用平台的默认字符集，统计一个字符串所占用的字节数。

    public　class　TestStringByte{　
        public　static　void　main(String[]　args)　{
            String　str　=　"Java语言程序设计";
            byte　bytes[]　=　str.getBytes();
            System.out.println(bytes.length);
        }　
    }

程序运行结果：

程序分析：通过getBytes()方法把字符串转换成字节数组，字节数组的长度就是字符串所占的字节数。因为一个字符需要1~2个字节，或者更多，所以数节数与字符数不同。

【例】通过字节数组创建字符串对象

    public　class　TestStringCharset　{　
        public　static　void　main(String[]　args)　{
            byte[]　bName　=　new　byte[10];　
            String　name1　=　"张三";　
            try{　
                bName　=　name1.getBytes("utf-8");　//这种编码方式一个中文占三个字节
                String　name2　=　new　String(bName,"utf-8");　
                System.out.println("name2="+name2);　
                for(int　i　=　0;i< bName.length;i++){　
                    System.out.print(bName[i]);　
                }　
            }catch　(UnsupportedEncodingException　e){　
                e.printStackTrace();　
            }　
        }　
    }

程序运行结果：

name2=张三

-27-68-96-28-72-119

程序分析：getBytes（）是将一个字符串转化为一个字节数组。String的getBytes()方法是得到一个系统默认的编码格式的字节数组。将一个String类型的字符串中包含的字符转换成byte类型并且存入一个byte数组中。在Java中的所有数据底层都是字节，字节数据可以存入到byte数组。存储字符数据时(字符串就是字符数据)，会先进行查表，然后将查询的结果写入设备，读取时也是先查表，把查到的内容打印到显示设备上，getBytes()是使用默认的字符集进行转换，getBytes(“utf-8”)是使用UTF-8编码表进行转换。

5. String中的常用方法

String的一些常用方法如表1-7所示。

String类的常用方法

方法	含义
byte[]　getBytes(Charset　charset)	使用给定的　charset将此String　编码到byte　序列，并将结果存储到新的byte　数组
String[]　split(String　regex)	根据给定正则表达式的匹配拆分此字符串。
String　replace(char　oldChar,　char　newChar)	返回一个新的字符串，它是通过用newChar　替换此字符串中出现的所有oldChar　得到的
String　toUpperCase()	将String对象中的所有字符都转换为大写
String　toLowerCase()	将String对象中的所有字符都转换为小写
char　charAt(int)	返回指定索引处的　char　值
String　substring(int　begin)	返回一个新字符串，该字符串是从begin开始的字符串的内容
String　substring(int　begin,int　end)	返回一个新字符串，该字符串是从begin开始到end-1结束的字符串的内容
int　indexOf/lastIndexOf(char)	返回指定字符在此字符串中第一次/最后一次出现处的索引。
int　indexOf/lastIndexOf(char,int)	从指定的索引开始搜索，返回在此字符串中第一次/最后一次出现指定字符处的索引
int　indexOf/lastIndexOf(String)	返回第一次出现的指定子字符串在此字符串中的索引
int　indexOf/lastIndexOf(String,int)	从指定的索引开始搜索，返回在此字符串中第一次/最后一次出现指定字符串处的索引
String　trim()	返回新的字符串，忽略前导空白和尾部空白
int　length()	返回此字符串的长度
String　concat(String　str)	将指定字符串连接到此字符串的结尾
byte[]　getBytes()	使用平台的默认字符集将此String　编码为byte　序列，并将结果存储到一个新的byte　数组中

下面对常用的一些方法进行详细说明，为了便于说明，方法中使用的示例字符串为：

str="this　is　a　test!";

(1)求长度

方法定义：public　int　length()　。

方法描述：获取字符串中的字符的个数。

例如：

str.length()

结果：

(2)获取字符串中的字符

方法定义：public　char　charAt(int　index)。

方法描述：获取字符串中的第index个字符，从0开始。

例如：

str.charAt(3)

结果：

注意：是第4个字符。

【例】统计一个字符串中字符e出现的次数。

public　class　TestString　{
    public　static　void　main(String[]　args)　{
        String　s　= "abecedkjkacedjkdseddklj";
        int　num　=　0;
        for(int　i=0;　i<s.length();　i++){
            char　c　=　s.charAt(i);
            if(c　==　'e'){
                num++;
            }
        }
        System.out.println("该字符串中字符e出现"+num+"次");
    }
}

程序分析：程序中num的作用是用来记录字符'e'出现的次数。

(3)取子串

有两种形式：

形式1如下：

方法定义：public　String　substring(int　beginIndex,int　endIndex)。

方法描述：获取从beginIndex　开始到endIndex-1　结束的子串，包括beginIndex，不包括endIndex。

例如：

str.substring(1,4)

结果：

his

形式2如下：

方法定义：public　String　substring(int　beginIndex)

方法描述：获取从beginIndex开始到结束的子串

例如：

str.substring(5)

结果：

is　a　test!

(4)定位字符或者字符串

indexOf方法有4种重载形式：

形式1如下：

方法定义：public　int　indexOf(int　ch)

方法描述：定位参数所指定的字符。

例如：

str.indexOf('i')

结果：

形式2如下：

方法定义：public　int　indexOf(int　ch,int　index)

方法描述：从index开始定位参数所指定的字符。

例如：

str.indexOf('i',4)

结果：

形式3如下：

方法定义：public　int　indexOf(String　str)

方法描述：定位参数所指定的字符串。

例如：

str.indexOf("is")

结果：

形式4如下：

方法定义：public　int　indexOf(String　str,int　index)

方法描述：从index开始定位str所指定的字符串。

例如：

str.indexOf("is",6)

结果：

-1表示没有找到

(5)替换字符和字符串

replace方法有3种重载形式：

形式1如下：

方法定义：public　String　replace(char　c1,char　c2)　

方法描述：把字符串中的字符c1替换成字符c2　

例如：

str.replace('i','I')

结果：

thIs　Is　a　test!

形式2如下：

方法定义：public　String　replaceAll(String　s1,String　s2)

方法描述：把字符串中出现的所有的s1替换成s2

例如：

replaceAll("is","IS")

结果：

thIs　IS　a　test!

形式3如下：

方法定义：public　String　replaceFirst(String　s1,String　s2)

方法描述：把字符串中的第一个s1替换成s2

例如：

replaceFirst("is","IS")

结果：

thIS　is　a　test!

(6)比较字符串内容

根据是否需要考虑字符大小写，字符串比较有两种具体的实现方法：

方法1：public　boolean　equals(Object　o)

方法描述：比较字符串内容是否与参数相同，区分大小写。

例如：

str.equals("this")

结果：

false

方法2：public　boolean　equalsIgnoreCase(Object　o)

方法描述：比较是否与参数相同，不区分大写小。

例如：

str.equalsIgnoreCase("this")

结果：

false

(7)大小写转换

转换成大写：

方法定义：public　String　toUpperCase()

方法描述：把字符串中的所有字符都转换成大写。

例如：

str.toUpperCase()　

结果：

THIS　IS　A　TEST!

转换成小写：

方法定义：public　String　toLowerCase()

方法描述：把字符串中的所有字符都转换成小写。

例如：

str.toLowerCase()　

结果：

this　is　a　test!

(8)前缀和后缀

判断字符串是否以指定的参数开始或者结尾。

判断前缀：

方法定义：public　boolean　startsWith(String　prefix)

方法描述：字符串是否以参数指定的子串为前缀。

例如：

str.startsWith("this")　　

结果：

true

判断后缀：

方法定义：public　boolean　endsWith(String　suffix)

方法描述：字符串是否以参数指定的子串为后缀。

例如：

str.endsWith("this")

结果：

false

【例】判断一个字符串中子字符串出现的次数

import　java.io.DataInputStream;
public　class　StringTest　{
    public static void main(String[] args) {
        String str1 ="ab";//读入一行数据
        String str2 = "abcedabsdabajab";
        String str3 = str2.replace(str1,"");//把str2中的str1用空串替换，并赋给str3
        int count = str2.length() - str3.length();//str2的长度减去str3的长度
        count /= str1.length(); // 为什么需要除以长度数呢？分析一下吧
        System.out.println(str1+"在"+str2+"中出现的次数为："+count);
    }
}

程序运行结果：

ab在abcedabsdabajab中出现的次数为：4

【例】使用字符串中的常用方法实现Email格式的判断。


    public　class　EmailCheckException extends　Exception　{
        public　EmailCheckException(String　msg)　{
            super(msg);
        }
        public　class　StringExercise　{
            public　static　void　checkEmail(String　email)　throws　EmailCheckException　{
                int　len　=　email.length();         //email的长度
                int　begin　=　email.indexOf('@');   //从开始检索字符@在email中的位置
                int　end　=　email.lastIndexOf('@');　//从结尾检索字符@在email中的位置
                int　dot　=　email.indexOf('.',　begin);//检索.是否在@后存在
                //判断长度是否不超过20
                if　(email.length()　>　20)
                    throw　new　EmailCheckException("Email长度不能大于20");
                    //判断是否唯一包含@
                else　if　(begin　!=　end)
                    throw　new　EmailCheckException("Email中含有多个@");
                    //判断@是否存在或在开头或在结尾
                else　if　(begin　==　-1　||　begin　==　0　||　begin　==　(len　-　1))
                    throw　new　EmailCheckException("Email中没有@或@位置错误");
                    //判断@后是否有.
                else　if　(dot　==　-1)
                    throw　new　EmailCheckException("@后缺少域分隔符");
                    //判断@是否在末尾
                else　if　(dot　==　(len　-　1))
                    throw　new　EmailCheckException("分隔符错误");
            }
            public　static　void　main(String　args[])　{
                String　email　=　args[0];
                try　{
                    checkEmail(email);
                }　catch　(EmailCheckException　e)　{
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

程序分析：自定义了一个EmailCheckException异常类，当Email格式不符合要求时将抛出一个异常对象。程序中使用字符串的length()方法判断Email长度是否正确。通过indexOf()和lastIndexOf()分别从头和从尾查找@的位置，若从头查找和从尾查找到的@位置相等，说明字符串中只有一个@字符，否则存在多个@字符，则不是合法的Email格式。最后查找字符“.”的位置。若其位置在@字符后，且字符串中含有这个字符则是合法的Email格式。

6. StringBuffer和StringBuilder类

由于String对象的不可变性，所以一个字符串的内容如果经常需要变动，就不应该使用String，因为在变化的过程中实际上是不断创建对象的过程，这时候应该使用StringBuffer或者StringBuilder。

他们之间的集成关系树如下：

StringBuffer和StringBuilder用法基本相同。StringBuilder和 StringBuffer 之间的最大不同在于 StringBuilder 的方法不是线程安全的（不能同步访问）。由于 StringBuilder 相较于 StringBuffer 有速度优势，所以多数情况下建议使用 StringBuilder 类。

【例】StringBuilder常用方法及执行过程示意图如下：

public class RunoobTest{
    public static void main(String args[]){
        // 初始时指定缓冲器的长度
        StringBuilder sb = new StringBuilder(10);
        sb.append("Runoob..");
        System.out.println(sb);  
        sb.append("!");
        System.out.println(sb); 
        sb.insert(8, "Java");
        System.out.println(sb); 
        sb.delete(5,8);
        System.out.println(sb);  
    }
}

最终执行结果如下：

Runoob..
Runoob..!
Runoob..Java!
RunooJava!

标签：字符,Java,String,int,详细,字符串,方法,public
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Java工具类之字符串类（超详细）

1、字符串类

1. String对象的创建

2. String 对象的不可变性

3. 字符串的比较

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（1）与字符数组之间的转换

（2）与字节数组之间的转换

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(1)求长度

(2)获取字符串中的字符

(3)取子串

(4)定位字符或者字符串

(5)替换字符和字符串

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