《Java开发 - 第1部分 基础篇》第6章 Java字符串

6.1 Java String 类

字符串广泛应用 在Java 编程中，在 Java 中字符串属于对象，Java 提供了 String 类来创建和操作字符串。

6.1.1创建字符串

创建字符串最简单的方式如下:

String greeting = "demo";

在代码中遇到字符串常量时，这里的值是 “菜鸟教程”"，编译器会使用该值创建一个 String 对象。和其它对象一样，可以使用关键字和构造方法来创建 String 对象。
String 类有 11 种构造方法，这些方法提供不同的参数来初始化字符串，比如提供一个字符数组参数:

public class StringDemo{
   public static void main(String args[]){
      char[] helloArray = { 'h', 'e', 'l', 'l', 'o'};
      String helloString = new String(helloArray);  
      System.out.println( helloString );
   }
}

以上实例编译运行结果如下：

hello

注意:String 类是不可改变的，所以你一旦创建了 String 对象，那它的值就无法改变了（详看笔记部分解析）。
如果需要对字符串做很多修改，那么应该选择使用 StringBuffer & StringBuilder 类。

6.1.2字符串长度

用于获取有关对象的信息的方法称为访问器方法。
String 类的一个访问器方法是 length() 方法，它返回字符串对象包含的字符数。
下面的代码执行后，len变量等于5:

public class StringDemo {
    public static void main(String args[]) {
        String site = "hello";
        int len = site.length();
        System.out.println( "hello长度 : " + len );
   }
}

以上实例编译运行结果如下：

hello长度 :5

6.1.3连接字符串

String 类提供了连接两个字符串的方法：
string1.concat(string2);
返回 string2 连接 string1 的新字符串。也可以对字符串常量使用 concat() 方法，如：
"我的名字是 “.concat(“Runoob”);
更常用的是使用’+'操作符来连接字符串，如：
“Hello,” + " world” + “!”
结果如下:

"Hello, world"

下面是一个例子:

public class StringDemo {
    public static void main(String args[]) {     
        String string1 = "Hello ";     
        System.out.println("string1 + "world");  
    }
}

以上实例编译运行结果如下：
Hello world

6.1.4创建格式化字符串

我们知道输出格式化数字可以使用 printf() 和 format() 方法。
String 类使用静态方法 format() 返回一个String 对象而不是 PrintStream 对象。
String 类的静态方法 format() 能用来创建可复用的格式化字符串，而不仅仅是用于一次打印输出。
如下所示：

System.out.printf("浮点型变量的值为 " +
                  "%f, 整型变量的值为 " +
                  " %d, 字符串变量的值为 " +
                  "is %s", floatVar, intVar, stringVar);

你也可以这样写

String fs;
fs = String.format("浮点型变量的值为 " +
                   "%f, 整型变量的值为 " +
                   " %d, 字符串变量的值为 " +
                   " %s", floatVar, intVar, stringVar);

6.2 Java StringBuffer与StringBuider类

6.2.1 StringBuffer类

String 的值是不可变的，每次对String的操作都会生成新的String对象，不仅效率低，而且耗费大量内存空间。

StringBuffer类和String类一样，也用来表示字符串，但是StringBuffer的内部实现方式和String不同，在进行字符串处理时，不生成新的对象，在内存使用上要优于String。
StringBuffer 默认分配16字节长度的缓冲区，当字符串超过该大小时，会自动增加缓冲区长度，而不是生成新的对象。

StringBuffer不像String，只能通过 new 来创建对象，不支持简写方式，例如：

StringBuffer str1 = new StringBuffer();  // 分配16个字节长度的缓冲区
StringBuffer str2 = =new StringBuffer(512);  // 分配512个字节长度的缓冲区
// 在缓冲区中存放了字符串，并在后面预留了16个字节长度的空缓冲区
StringBuffer str3 = new StringBuffer("www.weixueyuan.net");

 StringBuffer类的主要方法
StringBuffer类中的方法主要偏重于对于字符串的操作，例如追加、插入和删除等，这个也是StringBuffer类和String类的主要区别。实际开发中，如果需要对一个字符串进行频繁的修改，建议使用 StringBuffer。

1. append() 方法

append() 方法用于向当前字符串的末尾追加内容，类似于字符串的连接。调用该方法以后，StringBuffer对象的内容也发生改变，例如：

StringBuffer str = new StringBuffer(“biancheng100”);
str.append(true);

则对象str的值将变成”biancheng100true”。注意是str指向的内容变了，不是str的指向变了。
字符串的”+“操作实际上也是先创建一个StringBuffer对象，然后调用append()方法将字符串片段拼接起来，最后调用toString()方法转换为字符串。
这样看来，String的连接操作就比StringBuffer多出了一些附加操作，效率上必然会打折扣。
但是，对于长度较小的字符串，”+“操作更加直观，更具可读性，有些时候可以稍微牺牲一下效率。

2. deleteCharAt()

deleteCharAt() 方法用来删除指定位置的字符，并将剩余的字符形成新的字符串。例如：

StringBuffer str = new StringBuffer("abcdef");
str. deleteCharAt(3);

该代码将会删除索引值为3的字符，即”d“字符。

你也可以通过delete()方法一次性删除多个字符，例如：

StringBuffer str = new StringBuffer("abcdef");
str.delete(1, 4);

该代码会删除索引值为1~4之间的字符，包括索引值1，但不包括4。

3. insert() 方法

insert() 用来在指定位置插入字符串，可以认为是append()的升级版。例如：

StringBuffer str = new StringBuffer("abcdef");
str.insert(3, "xyz");

最后str所指向的字符串为 abcdxyzef。

4. setCharAt() 方法

setCharAt() 方法用来修改指定位置的字符。例如：

StringBuffer str = new StringBuffer("abcdef");
str.setCharAt(3, 'z');

该代码将把索引值为3的字符修改为 z，最后str所指向的字符串为 abczef。
以上仅仅是部分常用方法的简单说明，更多方法和解释请查阅API文档。

 String和StringBuffer的效率对比

为了更加明显地看出它们的执行效率，下面的代码，将26个英文字母加了10000次。

public class Demo {
    public static void main(String[] args){
        String fragment = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
        int times = 10000;
       
        // 通过String对象
        long timeStart1 = System.currentTimeMillis();
        String str1 = "";
        for (int i=0; i<times; i++) {
            str1 += fragment;
        }
        long timeEnd1 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("String: " + (timeEnd1 - timeStart1) + "ms");
       
        // 通过StringBuffer
        long timeStart2 = System.currentTimeMillis();
        StringBuffer str2 = new StringBuffer();
        for (int i=0; i<times; i++) {
            str2.append(fragment);
        }
        long timeEnd2 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("StringBuffer: " + (timeEnd2 - timeStart2) + "ms");
    }
}

运行结果：

String: 5287ms
StringBuffer: 3ms

结论很明显，StringBuffer的执行效率比String快上千倍，这个差异随着叠加次数的增加越来越明显，当叠加次数达到30000次的时候，运行结果为：

String: 35923ms
StringBuffer: 8ms

所以，强烈建议在涉及大量字符串操作时使用StringBuffer。

6.2.2 StringBuilder类

StringBuilder类和StringBuffer类功能基本相似，方法也差不多，主要区别在于StringBuffer类的方法是多线程安全的，而StringBuilder不是线程安全的，相比而言，StringBuilder类会略微快一点。
StringBuffer、StringBuilder、String中都实现了CharSequence接口。CharSequence是一个定义字符串操作的接口，它只包括length()、charAt(int index)、subSequence(int start, int end) 这几个API。StringBuffer、StringBuilder、String对CharSequence接口的实现过程不一样，如下图所示：

图1 对CharSequence接口的实现

可见，String直接实现了CharSequence接口；StringBuilder 和 StringBuffer都是可变的字符序列，它们都继承于AbstractStringBuilder，实现了CharSequence接口。

总结

线程安全：

 StringBuffer：线程安全
 StringBuilder：线程不安全

速度：

一般情况下，速度从快到慢为 StringBuilder > StringBuffer > String，当然这是相对的，不是绝对的。

使用环境：

 操作少量的数据使用 String；
 单线程操作大量数据使用 StringBuilder；
 多线程操作大量数据使用 StringBuffer。