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两万字详解Java Sring String的常见操作以及StringBuffer StringBuilder的区别

时间:2022-01-19 00:59     来源/作者:意愿三七

前言

本文介绍了字符串的存储常量池及字符串常使用的方法,介绍了StringBuffer 和 StringBuilder,有什么地方写的不好欢迎指正评论,谢谢!

 

1. 定义字符串

首先C语言是没有String类型的,我们来看一下Java当中String的构造 String 的方式。

String定义:

// 方式一
String str = "Hello Bit";
// 方式二
String str2 = new String("Hello Bit");
// 方式三
char[] array = {'a', 'b', 'c'};  //把数组变成字符串
String str3 = new String(array);

结果:

两万字详解Java Sring String的常见操作以及StringBuffer StringBuilder的区别

我们可以去帮助文档去深入了解一下Sting Java帮助手册。

首先我们可以看见这个是在lang包底下:所以不需要导包

两万字详解Java Sring String的常见操作以及StringBuffer StringBuilder的区别

被final修饰不可以继承(它继承object类,所有的类都继承object类)

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所有的类要产生,就要有构造方法我们来看一下:(不一定学这么多,我们挑重点来讲)

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以上就是定义的方式:我们以后都是直接赋值不要在使用new一个的方式。

我们来看一下 “方式三” 的一个底层实现图:

char[] array = {'a', 'b', 'c'};  //把数组变成字符串
String str3 = new String(array);

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我们去看一下String类里面有什么:(有很多字段方法)但是我们只看values[ ]

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string类里面有个value

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我们在来看一下String的方法:(可以看见这个value拷贝了一份会产生新的一个副本)

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以上就是方式三在底层完成的一个操作.

 

2.字符串比较相等

下面代码输出的是true 还是 false??

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结果:

两万字详解Java Sring String的常见操作以及StringBuffer StringBuilder的区别

为什么呢?不是一样的吗?

  • 因为str1是引用类型存放的是地址
  • st2也是引用类型存放的也是地址
  • 所以不一样(比较的是还是值一不一样)但是值不是字符串值,而是引用值。

那么想比较字符串的内容一不一样怎么比较呢?
使用:equals

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结果:

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equals 使用注意事项

现在需要比较 str 和 “Hello” 两个字符串是否相等, 我们该如何来写呢?

String str = new String("Hello");
// 方式一
System.out.println(str.equals("Hello"));
// 方式二
System.out.println("Hello".equals(str));

在上面的代码中, 哪种方式更好呢?
我们更推荐使用 “方式二”. 一旦 str 是 null, 方式一的代码会抛出异常, 而方式二不会

String str = null;
// 方式一
System.out.println(str.equals("Hello"));  // 执行结果 抛出 java.lang.NullPointerException 异 常
// 方式二
System.out.println("Hello".equals(str));  // 执行结果 false

注意事项: “Hello” 这样的字面值常量, 本质上也是一个 String 对象, 完全可以使用 equals 等 String 对象的方法.

 

3. 字符串常量池( 多图解析 )

字符串常量池:存储的就是字符串。

在JVM底层实际上会自动维护一个对象池(字符串常量池)

  • 如果现在采用了直接赋值的模式进行String类的对象实例化操作,那么该实例化对象(字符串内容)将自动保存到这个对象池之中.
  • 如果下次继续使用直接赋值的模式声明String类对象,此时对象池之中如若有指定内容,将直接进行引用。
  • 如若没有,则开辟新的字符串对象而后将其保存在对象池之中以供下次使用

大概图示:( 在JVM 并没有划分区域说xxx区域就是字符串常量池 )

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Stringpool 其实底层就是一个哈希表(不深入可百度)

理解 “池” (pool)

“池” 是编程中的一种常见的, 重要的提升效率的方式, 我们会在未来的学习中遇到各种 “内存池”, “线程池”, “数据
库连接池” …
然而池这样的概念不是计算机独有, 也是来自于生活中. 举个栗子:
现实生活中有一种女神, 称为 “绿茶”, 在和高富帅谈着对象的同时, 还可能和别的潘扛汴用. 这时候这个潘勘
称为 “备胎”. 那么为啥要有备胎? 因为一旦和高富帅分手了, 就可以立刻找备胎接盘, 这样 效率比较高.
如果这个女神, 同时在和很多个潘扛汴用, 那么这些备胎就称为 备胎池.

第一个列子解析:

还是来看一下下面的代码在内存中的存放操作:

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如下图:根据上面的字符串常量池的介绍,我们知道字符串引用起来的,会放在常量池里面:

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那么str2的字符串内容在哪里呢??

-我们都知道字符串存放在常量池里面,但是现在str也是hello,那么new string会先去常量池里面找有没有一样的,有一样的就引用常量池里面的,就不需要在放进去新建一个:

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最终str1是指向常量池里面的,str2是指向堆里面的,所以是false。

会发现其实常量池帮我们节省了空间,不需要同样东西存两份,这个就是常量池的意义。

第二个列子解析:

看下面代码思考是否相等?

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结果:

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解析:这2个在java当中都是字符串常量,编译器编译的时候会自动被拼接,变成linbo

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内存图:

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不相信?我们来编译一下看看:(第二个字符串已经变成 linbo)

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常量在编译的时候已经被运算了。

变量:就是在编译的时候 不知道里面的值,在运行的时候 才知道里面的值

在来列子:被final修饰变成常量

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结果

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反编译:已经变成30

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第三个列子解析:

思考下面代码得到什么:?

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结果:

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解析:str3指向的其实是lin 和 bo的一个拼接,在堆中产生新的对象,所以是false;

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第四个列子解析:

思考下面结果:

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结果:

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解析:可以看见str2(str2要拼接所以指向新对象)指向的是堆里面的对象,而str1是指向常量池的对象,所以是false

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第五个列子解析:

思考下面的代码:

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结果:

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解析:str2依然是指向拼接的新对象,而str1是指向常量池所以false;

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第六个列子解析:

inter():手动将字符串入池。

思考下面的代码:

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结果:

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解析:inter方法就是拿到对象里面的值去哈希表里面找,如果已经有了,就不放进去了 ,所以是false;

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第七个列子解析:

思考下面代码:

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结果:

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解析:s3.inter 放进了(放的是地址)常量池,然后s4的11 指向 s3的11 ,所以就是true

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第八个列子解析:

思考下面代码:

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结果:

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解析:s3变成11,但是在此之前s4的11是没有的,所以放进常量池,然后说s3.inter,看看常量池有没有,常量池是有的,所以没有放进去所以s4是指向常量池的,s3是指向堆中的对象,所以不一样。

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以上就是所有的字符串内容相不相等的练习,相信看完这些你会对字符串的比较有个全新的认知。

字符串传参注意事项:
不是传引用就可以改变原来的值,看下面代码:

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结果:

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解析:形参的改变并不影响实参,只是改变了指向

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面试题:请解释String类中两种对象实例化的区别

直接赋值:只会开辟一块堆内存空间,并且该字符串对象可以自动保存在对象池中以供下次使用。构造方法:会开辟两块堆内存空间,不会自动保存在对象池中,可以使用intern()方法手工入池。

综上, 我们一般采取直接赋值的方式创建 String 对象

 

4. 理解字符串不可变

字符串是一种不可变对象. 它的内容不可改变.

String 类的内部实现也是基于 char[] 来实现的, 但是 String 类并没有提供 set 方法之类的来修改内部的字符数组

String str = "hello" ; 
str = str + " world" ; 
str += "!!!" ; 
System.out.println(str); 
// 执行结果
hello world!!!

图文解析:先hello 和world拼接 变成hello world ,然后在和!!!拼接变成hell world,
产生了5个对象,为什么这样呢?就是因为那些字符串不可以改变(不可以直接在后面加)

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那么如果实在需要修改字符串, 例如, 现有字符串 str = “Hello” , 想改成 str = “hello” , 该怎么办?

a) 常见办法: 借助原字符串, 创建新的字符串

String str = "Hello";
str = "h" + str.substring(1);
System.out.println(str);
// 执行结果
hello

b) 特殊办法(选学): 使用 “反射” 这样的操作可以破坏封装, 访问一个类内部的 private

IDEA 中 ctrl + 左键 跳转到 String 类的定义, 可以看到内部包含了一个 char[] , 保存了字符串的内容.

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String str = "Hello";
// 获取 String 类中的 value 字段. 这个 value 和 String 源码中的 value 是匹配的. 
Field valueField = String.class.getDeclaredField("value");
// 将这个字段的访问属性设为 true
valueField.setAccessible(true);
// 把 str 中的 value 属性获取到. 
char[] value = (char[]) valueField.get(str);
// 修改 value 的值
value[0] = 'h';
System.out.println(str);
// 执行结果
hello

关于反射:(暂时不深入)

反射是面向对象编程的一种重要特性, 有些编程语言也称为 “自省”.
指的是程序运行过程中, 获取/修改某个对象的详细信息(类型信息, 属性信息等), 相当于让一个对象更好的 “认清自己” .

为什么 String 要不可变?(不可变对象的好处是什么?) (选学)

  • 方便实现字符串对象池. 如果 String 可变, 那么对象池就需要考虑何时深拷贝字符串的问题了.
  • 不可变对象是线程安全的.
  • 不可变对象更方便缓存 hash code, 作为 key 时可以更高效的保存到 HashMap 中

注意事项: 如下代码不应该在你的开发中出, 会产生大量的临时对象, 效率比较低.

String str = "hello" ; 
for(int x = 0; x < 1000; x++) {
  str += x ; 
}
System.out.println(str);

后面讲stringbuffer 和 stringbuilder会讲

 

5.字符, 字节与字符串

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代码:str: 第二个参数是偏移量,第三个参数是第几个:

意思:从偏移量为1 ,取两个 字符来构造String对象 。所以是bc

a是0,b是1

 public static void main(String[] args) {        char[] value = {'a','b','c','d','e'};        String str = new String(value,1,2);        System.out.println(str);  //bc    }    

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代码:从1位置处取一个

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结果:h是0 e是1;

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代码:将字符串已字符数组方式进行存储

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结果:

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代码示例: 给定字符串一个字符串, 判断其是否全部由数字所组成.

思路: 将字符串变为字符数组而后判断每一位字符是否是" 0 “~”‘9'"之间的内容,如果是则为数字.

public static void main(String[] args) { 
String str = "1a23456" ; 
System.out.println(isNumber(str)? "字符串由数字所组成!" : "字符串中有非数字成员!"); 

} 
public static boolean isNumber(String str) { 
if(str==null)return false;
if(str.lenth()==0)return false;
char[] data = str.toCharArray() ; //转变数组
for (int i = 0; i < data.length; i++) { 
if (data[i]<'0' || data[i]>'9') { 
return false ; 
} 
} 
return true ; 
}

字节与字符串

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代码:把字节(ASCII),转换为合适的字符输出

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结果:

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代码:String上面有横线是干嘛的??

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点进去看看: 有这个代表被弃用

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代码:把字符串变成字节数组 返回出来

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结果:

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代码:

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结果:

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但是汉字有问题:

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结果:

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utf-8:

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结果:

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不经常使用这个

小结

那么何时使用 byte[], 何时使用 char[] 呢?

byte[] 是把 String 按照一个字节一个字节的方式处理, 这种适合在网络传输, 数据存储这样的场景下使用. 更适合针对二进制数据来操作char[] 是吧 String 按照一个字符一个字符的方式处理, 更适合针对文本数据来操作, 尤其是包含中文的时候.

 

6. 字符串常见操作

6.1 字符串比较

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代码: 比较引用的对象是否相等

public static void main(String[] args) {
      String str = "hello";
      String str2 = new String("hello");
      System.out.println(str.equals(str2));  //结果true
  }

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代码:忽略大小写的情况

public static void main(String[] args) {
      String str = "hello";
      String str2 = new String("Hello");
      System.out.println(str.equalsIgnoreCase(str2));  //结果 true
  }

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代码:比较大小返回数字 str>str2 正数 ,str==str2 0 ,< 返回负数(比较的是ASCII码)

public static void main(String[] args) {
      String str = "hello";
      String str2 = new String("Hello");
      System.out.println(str.compareTo(str2));  //返回 32 
  }

如果第一个一样(从前往后比较),比较第二个字符,有一个字符大小不同,那么代表整个字符串大小

6.2 字符串查找

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代码:判断字符串是否存在

public static void main(String[] args) {
      String str = "abcdefg";
     boolean flag = str.contains(str);
      System.out.println(flag); //true
  }

列子2:

public static void main(String[] args) {
      String str = "abcdefg";
     boolean flag = str.contains("cdef");
      System.out.println(flag); //true
  }

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代码:查找cdef 在 str里面有没有 ,看第一个字符的位置(没有返回-1)

public static void main(String[] args) {
      String str = "abcdefg";
      System.out.println(str.indexOf("cdef")); // 返回下标2  
  }

有点类似kmp算法

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代码:从指定位置找

public static void main(String[] args) {
      String str = "abcdefg";
      System.out.println(str.indexOf("bcdef",0)); // 1
  }

注意:位置的范围

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代码:从后往前找

public static void main(String[] args) {
      String str = "abcdefg";
      System.out.println(str.lastIndexOf("bcdef")); // 1
  }

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代码:从指定的位置往前找

public static void main(String[] args) {
      String str = "abcdefbcdefg";
      System.out.println(str.lastIndexOf("bcdef",10)); // 6
  }

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返回的是后面往前面的第一个bcdef

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代码:判断是否以xx 开始的

public static void main(String[] args) {
      String str = "abcdefbcdefg";
      System.out.println(str.startsWith("a")); // true
  }
public static void main(String[] args) {
      String str = "abcdefbcdefg";
      System.out.println(str.startsWith("acdf")); // false
  }

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代码:从指定位置开始 从b开始判断是不是a开头

public static void main(String[] args) {
      String str = "abcdefbcdefg";
      System.out.println(str.startsWith("a",1)); // false
  }

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代码:true

public static void main(String[] args) {
          String str = "abcdefbcdefg";
          System.out.println(str.endsWith("efg")); // true
      }

代码:false

public static void main(String[] args) {
          String str = "abcdefbcdefg";
          System.out.println(str.endsWith("efgc")); // false
      }

6.3 字符串替换

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代码:所以的a 变成z

public static void main(String[] args) {
          String str = "abcdefbcdaaa";
          System.out.println(str.replaceAll("a","z")); // zbcdefbcdzzz
      }

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代码:替换了第一个

public static void main(String[] args) {
          String str = "abcdefbcdaaa";
          System.out.println(str.replaceFirst("a","z")); // zbcdefbcdaaa

      }

注意事项: 由于字符串是不可变对象, 替换不修改当前字符串, 而是产生一个新的字符串

6.4 字符串拆分

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代码:

public static void main(String[] args) {
      String str = "ab abc abcd";
     String[] strings = str.split(" "); //以空格分割
      for (String s:strings) {
          System.out.println(s);
      }
}

结果:
ab
abc
abcd

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代码二:

public static void main(String[] args) {
      String str = "ab abc abcd";
     String[] strings = str.split(" ",2); //以空格分割  最多分2组
      for (String s:strings) {
          System.out.println(s);
      }
  }


//结果
ab
abc abcd

拆分是特别常用的操作. 一定要重点掌握. 另外有些特殊字符作为分割符可能无法正确切分, 需要加上转义

代码示例: 拆分IP地址

String str = "192.168.1.1" ; 
String[] result = str.split("\\.") ; 
for(String s: result) { 
System.out.println(s); 
}

注意事项:

字符"|","*","+“都得加上转义字符,前面加上”".而如果是"",那么就得写成"\".如果一个字符串中有多个分隔符,可以用"|"作为连字符.(代码如下)

public static void main(String[] args) {
      String str = "ab#ab-cab cd";
     String[] strings = str.split("#|-| "); //以空格分割

      for (String s:strings) {
          System.out.println(s);
      }
  }

结果:

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代码示例: 多次拆分

public static void main(String[] args) {
      String str = "name=zhangsan&age=18" ;
      String[] result = str.split("&") ;
      for (int i = 0; i < result.length; i++) {
          String[] temp = result[i].split("=") ;
          System.out.println(temp[0]+" = "+temp[1]);
      }
  }
  

结果:

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6.5 字符串截取

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代码:从2下标开始截取

public static void main(String[] args) {
      String str = "hello";
      String ret = str.substring(2);
      System.out.println(ret);//llo
  }

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public static void main(String[] args) {
      String str = "hellobit";
      String ret = str.substring(2,4);
      System.out.println(ret);//ll [2,4)表示包含 2 号下标的字符, 不包含 4 号下标
  }

注意事项:

  • 索引从0开始
  • 注意前闭后开区间的写法, substring(0, 5) 表示包含 0 号下标的字符, 不包含 5 号下标

6.6 其他操作方法

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代码:不使用的时候

public static void main(String[] args) {
      String str = "  a  hello";
      System.out.println(str);

  }

结果:

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使用的情况:

public static void main(String[] args) {
      String str = "  a  hello";
      System.out.println(str.trim());

  }

结果:去掉了2边的空格 但是不可以去中间的

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代码:小写转大写

public static void main(String[] args) {
      String str = "abcde";
      System.out.println(str.toUpperCase());//ABCDE

  }

代码:

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public static void main(String[] args) {
      String str = "ABCDE";
      System.out.println(str.toLowerCase()); //abcde


  }
//都是新对象

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代码:

public static void main(String[] args) {
      String str = "ABCDE";
      System.out.println(str.length()); //5
  }

lenth()!=arr.lenth

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public static void main(String[] args) {
      String str = "ABCDE";
      String str2 = "";

      System.out.println(str.isEmpty()); //false
      System.out.println(str2.isEmpty()); //true

  }

 

7. StringBuffer 和 StringBuilder

首先来回顾下String类的特点:

任何的字符串常量都是String对象,而且String的常量一旦声明不可改变,如果改变对象内容,改变的是其引用的指向而已。

通常来讲String的操作比较简单,但是由于String的不可更改特性,为了方便字符串的修改,提供StringBuffer和StringBuilder类。

StringBuffer 和 StringBuilder 大部分功能是相同的,我们文章上主要介绍 StringBuffer
在String中使用"+"来进行字符串连接,但是这个操作在StringBuffer类中需要更改为append()方法:

先来看一下StringBuffer和String的区别

  • 赋值上的区别 StringBuffer不可以直接赋值

两万字详解Java Sring String的常见操作以及StringBuffer StringBuilder的区别

那么需要给它赋值怎么办?
可以直接new一个给它

两万字详解Java Sring String的常见操作以及StringBuffer StringBuilder的区别

  • 拼接上面的不同 StringBuffer没有+号 append 添加

两万字详解Java Sring String的常见操作以及StringBuffer StringBuilder的区别

结果:

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  • 除了append()方法外,StringBuffer也有一些String类没有的方法

字符串反转:

两万字详解Java Sring String的常见操作以及StringBuffer StringBuilder的区别

深入来看一下 这个代码:

两万字详解Java Sring String的常见操作以及StringBuffer StringBuilder的区别

这个代码我们说不要这样使用:因为这样会产生很多的一个对象,浪费内存

两万字详解Java Sring String的常见操作以及StringBuffer StringBuilder的区别

大家可以看见上面 每次都会new一次对象,这样循环10次了。

我们可以改一下:

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这样就产生了一个new 循环里面没有那么多new了 节约了内存 达到了一样的效果

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有时候说 String是不可变的 StringBuffer是可变的 为什么呢?

因为String拼接都是新对象

StringBuffer每次拼接返回的是当前对象

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而且StringBuffer 和 StringBuilder的区别就是 synchronized 关键字

StringBuffer :

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StringBuilder:

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那么这个synchronized 关键字是干嘛的呢??

其实简单说就是保证线程安全的。

所以说 Stringbuffer适合多线程模式下,StringBuilder适合单线程模式下

注意:String和StringBuffer类不能直接转换。如果要想互相转换,可以采用如下原则:

String变为StringBuffer:利用StringBuffer的构造方法或append()方法

两万字详解Java Sring String的常见操作以及StringBuffer StringBuilder的区别

StringBuffer变为String:调用toString()方法

两万字详解Java Sring String的常见操作以及StringBuffer StringBuilder的区别

面试题:请解释String、StringBuffer、StringBuilder的区别:

  • String的内容不可修改,StringBuffer与StringBuilder的内容可以修改.
  • StringBuffer与StringBuilder大部分功能是相似的
  • StringBuffer采用同步处理,属于线程安全操作;而StringBuilder未采用同步处理,属于线程不安全操作

以上就是我们全部内容了,讲的比较详细,当然有什么不对的地方可以指出来,一起进步感谢观看!!!

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