Java / Java String 类

Java String 类

在前面的 Java 字符串小节,我们就已经接触了 String 类,但并未提及 String 类相关的操作,现在有了面向对象相关前置知识,我们知道了类下面可以有相关的操作,作为 Java 语言的内置类,String 类也为我们预先定义了很多好用的方法,本小节我们将介绍 String 类的常用方法,并结合示例辅助理解。

1. String 对象的创建

String 对象的创建有两种方式。

第 1 种方式就是我们最常见的创建字符串的方式:

String str1 = "Hello, 慕课网";

第 2 种方式是对象实例化的方式,使用 new 关键字,并将要创建的字符串作为构造参数:

String str2 = new String("Hello, Java");

如果调用 String 类的无参构造方法,则会创建一个空字符串:

String str3 = new String();

此处的 str3 就是一个空字符串。但注意,这种方式很少使用。

2. 获取字符串长度

可以使用 length() 方法来获取字符串的长度。例如:

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public class StringMethod1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建String对象str
        String str = "hello world!";
        // 调用对象下length()方法,并使用int类型变量接收返回结果
        int length = str.length();
        System.out.println("str的长度为:" + length);
    }
}
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运行结果:

str1的长度为:12

注意,hello world! 中的空格也算一个字符。

3. 字符串查找

3.1 获取指定位置字符

可以使用 char charAt(int index) 方法获取字符串指定位置的字符。它接收一个整型的 index 参数,指的是索引位置,那什么是索引位置呢?例如,有一字符串 I love Java,其每个字符的索引如下图所示:

可以从图示中看出,索引下标从 0 开始。假如我们要获取字符 J,则为方法传入参数 7 即可:

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public class StringMethod2 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "I love Java";
        char c = str.charAt(7);
        System.out.println("索引位置为7的字符为:" + c);
    }
}
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索引位置为7的字符为:J

3.2 查找字符串位置

这里介绍查找字符串位置的两个方法:

  • indexOf() 获取字符或子串在字符串中第一次出现的位置。
  • lasIndexOf() 获取字符或子串在字符串中最后一次出现的位置。

这里的子串指的就是字符串中的连续字符组成的子序列。例如,字符串 Hello 就是字符串 Hello Java 的子串。

indexOf() 有多个重载方法,这里我们只演示其中最常用的两个。

  1. 获取字符在字符串中第一次出现的位置:
实例演示
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public class StringMethod2 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "I love Java, I love imooc!";
        int i = str.indexOf('a');
        System.out.println("字符a在字符串str第一次出现的位置为:" + i);
    }
}
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运行结果:

字符a在字符串str第一次出现的位置为:8
  1. 获取子串在字符串中第一次出现的位置:
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public class StringDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "I love Java, I love imooc!";
        int i = str.indexOf("love");
        System.out.println("子串love在字符串str第一次出现的位置为:" + i);
    }
}
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运行结果:

子串love在字符串str第一次出现的位置为:2

关于 lastIndexOf(),我们也只演示最常用的两个重载方法。

  1. 获取字符在字符串中最后一次出现的位置:
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public class StringMethod2 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "I love Java, I love imooc!";
        int i = str.lastIndexOf('e');
        System.out.println("字符e在字符串str最后一次出现的位置为:" + i);
    }
}
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运行结果:

字符e在字符串str最后一次出现的位置为:18
  1. 获取子串在字符串中最后一次出现的位置:
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public class StringMethod2 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "I love Java, I love imooc!";
        int i = str.lastIndexOf("I love");
        System.out.println("字串I love在字符串str最后一次出现的位置为:" + i);
    }
}
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运行结果:

字串I love在字符串str最后一次出现的位置为:13

需要特别注意的是,以上方法的参数都是区分大小写的。这也就意味着,你永远无法在 I love Java 中查找到字符 E。如果没有查找,上述方法都会返回一个整型值:-1。我们来看以下示例:

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public class StringMethod2 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "I love Java";
        int i = str.indexOf('E');
        System.out.println(i);
    }
}
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运行结果:

-1

4. 字符串截取

字符串的截取也称为获取子串,在实际开发中经常用到,可以使用 substring() 方法来获取子串,String 类中有两个重载的实例方法:

  • String substring(int beginIndex) 获取从 beginIndex 位置开始到结束的子串。
  • String substring(int beginIndex, int endIndex) 获取从 beginIndex 位置开始到 endIndex 位置的子串(不包含 endIndex 位置字符)。

关于这两个方法的使用,我们来看一个实例:

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public class StringMethod3 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "I love Java";
        String substring = str.substring(2);
        String substring1 = str.substring(2, 6);
        System.out.println("从索引位置2到结束的子串为:" + substring);
        System.out.println("从索引位置2到索引位置6的子串为:" + substring1);
    }
}
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运行结果:

从索引位置2到结束的子串为:love Java
从索引位置2到索引位置6的子串为:love

要特别注意,方法签名上有两个参数的 substring(int beginIndex, int endIndex) 方法,截取的子串不包含 endIndex 位置的字符。

5. 字符串切割

5.1 切割为字串数组

String[] split(String regex) 方法可将字符串切割为子串,其参数 regex 是一个正则表达式分隔符,返回字符串数组。例如,我们使用空格作为分隔符来切割 I love Java 字符串,结果将返回含有 3 个元素的字符串数组:

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public class StringMethod4 {
    public static void main(String[] args) {

        String str1 = "I love Java";
        // 将字符串str1以空格分隔,并将分割结果赋值给strArr数组
        String[] strArr = str1.split(" ");
        // 遍历数组,打印每一个元素
        for (String str: strArr) {
            System.out.print(str + '\t');
        }
        
    }
}
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运行结果:

I	love	Java	

注意,有几种特殊的分隔符:* ^ : | . \,要使用转义字符转义。例如:

// 以*切割
String str2 = "I*love*Java";
String[] strArr2 = str2.split("\\*");

// 以\切割
String str3 = "I\\love\\Java";
String[] strArr4 = str4.split("\\\\");

// 以|切割
String str4 = "I|love|Java";
String[] strArr4 = str4.split("\\|");

另外,还有一个重载方法 String[] split(String regex, int limit),其第二个参数 limit 用以控制正则匹配被应用的次数,因此会影响结果的长度,此处不再一一举例介绍。

5.2 切割为 byte 数组

在实际工作中,网络上的数据传输就是使用二进制字节数据。因此字符串和字节数组之间的相互转换也很常用。

我们可以使用 getBytes() 方法将字符串转换为 byte 数组。例如:

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public class StringMethod4 {
    public static void main(String[] args) {
        String str2 = "我喜欢Java";
        System.out.println("将字符串转换为byte数组:");
        // 将字符串转换为字节数组
        byte[] ascii = str2.getBytes();
        // 遍历字节数组,打印每个元素
        for (byte aByte : ascii) {
            System.out.print(aByte + "\t");
        }
    }
}
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将字符串转换为byte数组:
-26	-120	-111	-27	-106	-100	-26	-84	-94	74	97	118	97	

将字节数组转换为字符串的方法很简单,直接实例化一个字符串对象,将字节数组作为构造方法的参数即可:

// 此处的ascii为上面通过字符串转换的字节数组
String s = new String(ascii);

6. 字符串大小写转换

字符串的大小写转换有两个方法:

  • toLowerCase() 将字符串转换为小写

  • toUpperCase() 将字符串转换为大写

我们来看一个实例:

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public class StringMethod5 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "HELLO world";
        String s = str.toLowerCase();
        System.out.println("字符串str为转换为小写后为:" + s);
        String s1 = s.toUpperCase();
        System.out.println("字符串s为转换为大写后为:" + s1);
    }
}
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运行结果:

字符串str为转换为小写后为:hello world
字符串s为转换为大写后为:HELLO WORLD

试想,如果想把字符串 HELLO world 中的大小写字母互换,该如何实现呢?

这里可以结合字符串切割方法以及字符串连接来实现:

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public class StringMethod5 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "HELLO world";
        // 先切割为数组
        String[] strArr = str.split(" ");
        // 将数组中元素转换大小写并连接为一个新的字符串
        String result = strArr[0].toLowerCase() + " " + strArr[1].toUpperCase();
        System.out.println("字符串str的大小写互换后为:" + result);
    }
}
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运行结果:

字符串str的大小写互换后为:hello WORLD

当然,实现方式不止一种,你可以结合所学写出更多的方式。

7. 字符串比较

String 类提供了 boolean equals(Object object) 方法来比较字符串内容是否相同,返回一个布尔类型的结果。

需要特别注意的是,在比较字符串内容是否相同时,必须使用 equals() 方法而不能使用 == 运算符。我们来看一个示例:

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public class StringMethod6 {
    public static void main(String[] args) {
        // 用两种方法创建三个内容相同的字符串
        String str1 = "hello";
        String str2 = "hello";
        String str3 = new String("hello");
        System.out.println("使用equals()方法比较str1和str2的结果为:" + str1.equals(str2));
        System.out.println("使用==运算符比较str1和str2的结果为:" + (str1 == str2));
        System.out.println("使用==运算符比较str1和str2的结果为:" + (str1 == str2));
        System.out.println("使用==运算符比较str1和str3的结果为:" + (str1 == str3));
    }
}
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运行结果:

使用equals()方法比较str1和str2的结果为:true
使用==运算符比较str1和str2的结果为:true
使用equals()方法比较str1和str3的结果为:true
使用==运算符比较str1和str3的结果为:false

代码中三个字符串 str1str2str3 的内容都是 hello,因此使用 equals() 方法对它们进行比较,其结果总是为 true

注意观察执行结果,其中使用 == 运算符比较 str1str2 的结果为 true,但使用 == 运算符比较的 str1str3 的结果为 false。这是因为 == 运算符比较的是两个变量的地址而不是内容。

要探究其原因,就要理解上述创建字符串的代码在计算机内存中是如何执行的。下面我们通过图解的形式来描述这三个变量是如何在内存中创建的。

  1. 当执行 String str1 = "hello;" 语句时,会在内存的栈空间中创建一个 str1,在常量池中创建一个 "hello",并将 str1 指向 hello
  1. 当执行 String str2 = "hello"; 语句时,栈空间中会创建一个 str2,由于其内容与 str1 相同,会指向常量池中的同一个对象。所以 str1str2 指向的地址是相同的,这就是 == 运算符比较 str1str2 的结果为 true 的原因。
  1. 当执行 String str3 = new String("hello"); 语句时,使用了 new 关键字创建字符串对象,由于对象的实例化操作是在内存的堆空间进行的,此时会在栈空间创建一个 str3,在堆空间实例化一个内容为 hello 的字符串对象,并将 str3 地址指向堆空间中的 hello,这就是 == 运算符比较 str1str3 的结果为 false 的原因。

8. 小结

本小节我们介绍了 Java String 类的常用方法:

  • 使用 length() 方法可以获取字符串长度;
  • 使用 charAt()indexOf() 以及 lastIndexOf() 方法可以对字符串进行查找;
  • substring() 方法可以对字符串的进行截取,split()getBytes() 方法可以将字符串切割为数组;
  • toLowerCase()toUpperCase() 方法分别用于大小写转换,使用 equals() 方法对字符串进行比较,这里要注意,对字符串内容进行比较时,永远都不要使用 == 运算符。

这些方法大多有重载方法,实际工作中,要根据合适的场景选用对应的重载方法。

当然,本小节还有很多未介绍到的方法,使用到可以翻阅官网文档来进行学习。