【JavaSE】(8) String 类

一、String 类常用方法

1、构造方法

常用的这4种构造方法：直接法，或者传参字符串字面量、字符数组、字节数组。

在 JDK1.8 中，String 类的字符串实际存储在 char 数组中：

String 类也重写了 toString 方法，所以可以直接打印 String 类，打印效果就是字符串，而非 className@hashCode 的形式：

可以看到源码中，重写的 toString 直接返回的 this，因为 this 本身就是字符串类，println 会对 String 类进行处理，打印出字符串：

length() 方法可以获取字符串长度，这区别于数组通过属性 length 获取长度。

2、字符串的比较（包含字符串常量池）

在前面学习 equals 和 compareTo 方法时知道，直接使用 == 比较，比较的是对象的地址，而非对象的内容：

但通过两种构造方式得到的 String 类，比较的结果却不同，它们存在区别：

法1：① 字符串常量池不存在"hello"对象 >> 在常量池创建"hello"对象 >> 在堆上创建"hello"对象 >> 在栈上创建 s1 引用，存放堆上对象地址。② 字符串常量池存在"hello"对象 >> 直接在堆上创建"hello"对象 >> 在栈上创建 s2 引用，存放堆上对象地址。

法2：① 字符串常量池不存在"hello"对象 >> 在常量池创建"hello"对象 >> 在栈上创建 s3 引用，存放常量池上对象地址。② 字符串常量池存在"hello"对象 >> 在栈上创建 s4 引用，存放常量池上对象地址。

因此，法1得到 false，法2得到 true。由此可见，将频繁使用的字符串存到字符串常量池，能够提高性能和减少内存开销。参考博客：深入理解Java字符串常量池 | 二哥的Java进阶之路

如果想将 new String("hello") 也存放到字符串常量池中，可手动地使用 intern 方法：

回到比较，如果想比较对象的内容，使用 equals 和 compareTo 方法。还有 equalsIgnoreCase 和 compareToIgnoreCase 方法，可忽略字母大小写：

3、字符串查找

查找失败时，除了 charAt 抛出异常，其它方法都是返回 -1。

4、字符串转换

（1）整数、浮点数、布尔值、对象、数组 >> 字符串

（2）字符串 >> 整数、浮点数、数组

（3）大小写转换

（4）格式化转换

5、字符串替换

6、字符串拆分

注，正则表达式中：

*、+、| 有特殊含义，需要加上 "\\"。
\ 在 java 中要用 "\\" 表示，在正则表达式中也有特殊含义，最后为"\\\\"。
正则表达式中，| 表示连字符，可连接多个分隔符。

7、字符串截取

8、字符串的不可变性

题外话：Java 中的引用就是 C语言指针的改版，存的是对象的地址，但是它更安全，因为只允许 = 和 . 操作（除了数组，还有[ ] 操作），所以简单又不易出错。

从 String 类的注释中可以看到，字符串是常量，它的值不可修改：

String 类的内容是怎么做到不可修改的呢？有人说是因为 final，但并不是：

修饰类的 final 表示 String 类不可继承；修饰 value 的 final 表示这个数组引用不可修改，并不是引用指向的内容不可修改。

value 引用指向的字符串内容不可修改的原因：

value 数组由 private 修饰。
String 类没有向外部提供修改 value 指向的对象的方法。

字符串不可修改的缺点：每次修改字符串，其实是创建一个新的对象，效率低。

字符串不可修改的优点：

在多线程中使用 String 类更安全。（线程以后学习）
方便储存在常量池。如果常量池中的字符串可修改，则会造成多个引用的变化。
方便将固定 hashCode 存储在哈希表中。（哈希表以后学习）

二、可修改的字符串（StringBuilder和StringBuffer）

String 不可修改字符串内容，而 StringBuilder 和 StringBuffer 可修改字符串内容。
StringBuilder 和 StringBuffer 的功能大致相同，最大的不同是：StringBuffer 提供了 synchronized 操作，能够保证线程安全。（详情以后学习）

1、String 和 StringBuilder 的对比以及 append 方法

可以看到当需要频繁修改字符串时，使用 StringBuilder 的效率要高很多，因为它不需要频繁创建新的对象。每次 +=，都会将旧的 s 对象自动销毁，所以大的不是空间开销，而是创建对象的时间开销。

2、capacity 和 ensureCapacity

当用 StringBuilder 创建可修改的字符串对象时，实际会申请比初始化的字符串更大的空间，capacity 方法就是获取实际的空间大小：

当字符串容量不够时，StringBuilder 会自动扩容，有时为了防止频繁扩容造成时间开销的增加，会使用 ensureCapacity 提前手动设置好比较大的字符串容量：

三、String 类练习题

1、387. 字符串中的第一个唯一字符 - 力扣（LeetCode）

思路：统计每种字母的个数，找到第一个个数为 1 的字母。

class Solution {

    public int firstUniqChar(String s) {
        int[] cnt = new int[256];
        // 统计每种字符个数
        for(int i = 0; i < s.length(); i++)
            cnt[s.charAt(i)]++;

        // 找到第一个唯一的字符
        for(int i = 0; i < s.length(); i++)
            if(cnt[s.charAt(i)] == 1)
                return i;
        
        // 未找到
        return -1;
    }
}

2、字符串最后一个单词的长度_牛客题霸_牛客网

思路：找到最后一个空格位置，根据空格位置裁剪出最后一个单词，获取长度。

import java.util.Scanner;

// 注意类名必须为 Main, 不要有任何 package xxx 信息
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        // 注意 hasNext 和 hasNextLine 的区别
        while (in.hasNextLine()) { // 注意 while 处理多个 case
            String s = in.nextLine();
            int index = s.lastIndexOf(' '); // 找到最后一个空格
            String lastWord = s.substring(index + 1, s.length()); // 裁剪出最后一个单词
            System.out.println(lastWord.length());
        }
    }
}

3、125. 验证回文串 - 力扣（LeetCode）

思路：先大写转小写，前、后设置一个标记移动，跳过非字母数字字符，匹配。

class Solution {
    // 判断小写字母和数字
    public boolean isValidChar(char ch) {
        if((ch >= 'a' && ch <='z') || (ch >= '0' && ch <= '9'))
            return true;
        else
            return false;
    }

    public boolean isPalindrome(String s) {
        // 大写转小写
        s = s.toLowerCase();
        int i = 0, j = s.length() - 1;
        // 前、后移动
        while(i < j){
            // 前、后跳过所有其它字符，直到遇到小写字母和数字停止
            while(!isValidChar(s.charAt(i)) && i < j) i++;
            while(!isValidChar(s.charAt(j)) && i < j) j--;
            // 存在不匹配，则否
            if(s.charAt(i) != s.charAt(j)) return false;
            // 匹配，则更新i、j
            i++;
            j--;
        }

        return true;
    }
}