Java高效编码：String、StringBuilder与Arrays实战

在 Java 开发中，工具类是提升效率的 “利器”。其中，String、StringBuilder和Arrays是日常编码中使用频率最高的工具类，掌握它们的核心用法能帮我们避开很多坑，写出更高效的代码。本文将通过实战案例，详细解析这三个工具类的常用方法和最佳实践。​

一、String 类：不可变字符串的 “正确打开方式”​

String是 Java 中最基础的类之一，用于处理字符串。但很多新手容易忽略一个关键点：String 对象是不可变的（底层用final char[]存储），任何修改操作都会创建新的对象。这一特性决定了它的使用场景和注意事项。​

1. 常用方法实战​

字符串比较：equals() vs ==​

新手常犯的错误是用==比较字符串内容，实际上==比较的是对象地址，而equals()才是比较内容。​

String s1 = "abc";
String s2 = new String("abc");
System.out.println(s1 == s2); // false（地址不同）
System.out.println(s1.equals(s2)); // true（内容相同）

字符串查找与截取​

String url = "https://blog.youkuaiyun.com";​

int index = url.indexOf("csdn"); // 返回12​

String domain = url.substring(8, 19); // 结果为"blog.youkuaiyun.com"​

• indexOf(String str)：返回子串首次出现的索引（找不到返回 - 1）；​

• substring(int beginIndex, int endIndex)：截取子串（左闭右开区间）。​

字符串转换​

String str = " Hello World ";​

System.out.println(str.trim().toLowerCase()); // "hello world"​

String[] parts = "a,b,c".split(","); // 结果为["a", "b", "c"]​

• toUpperCase()/toLowerCase()：大小写转换；​

• trim()：去除首尾空格（注意：无法去除中间空格）；​

• split(String regex)：按正则分割字符串（常用场景：分割逗号、空格等）。​

2. 避坑指南​

• 避免频繁拼接字符串：由于不可变性，s += "a"会创建多个中间对象，性能较差（此时应改用StringBuilder）；​

• 注意null值：调用null.equals(s)会抛NullPointerException，建议写成s.equals(null)或用Objects.equals(s1, s2)（JDK 7+）。​

二、StringBuilder：高效处理可变字符串​

当需要频繁修改字符串（如拼接、插入、删除）时，StringBuilder是更好的选择。它是可变的（底层也是char[]，但可动态扩容），所有操作都在原对象上进行，性能远高于String。​

1. 核心方法实战​

拼接字符串：append()​

支持拼接任意类型数据（字符串、数字、布尔值等），返回自身对象，可链式调用。​

StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("姓名：").append("张三").append("，年龄：").append(20);
System.out.println(sb.toString()); // 结果："姓名：张三，年龄：20"

插入与删除​

StringBuilder sb = new StringBuilder("abcde");
sb.insert(2, "xyz"); // 结果："abxyzcde"
sb.delete(2, 5); // 结果："abcde"（删除"xyz"）

• insert(int offset, String str)：在指定位置插入字符串；​

• delete(int start, int end)：删除指定区间的字符（左闭右开）。​

反转字符串：reverse()​

一行代码实现字符串反转，无需手动写循环。​

String reversed = new StringBuilder("hello").reverse().toString(); // 结果："olleh"

2. 与 StringBuffer 的区别​

StringBuffer是StringBuilder的 “线程安全版”，所有方法都加了synchronized锁，但性能较低。日常开发中，若无需线程安全，优先用StringBuilder。​

三、Arrays：数组操作的 “全能工具”​

Arrays类提供了大量静态方法，用于数组的排序、查找、拷贝、填充等操作，避免了我们重复编写工具代码。​

1. 常用方法实战​

数组排序：sort()​

对数组进行自然排序（升序），支持基本类型和对象数组（对象需实现Comparable接口）。​

int[] nums = {3, 1, 4, 2};
Arrays.sort(nums); // 排序后：[1, 2, 3, 4]

String[] names = {"Bob", "Alice", "Charlie"};
Arrays.sort(names); // 按字母顺序排序：["Alice", "Bob", "Charlie"]

数组查找：binarySearch()​

二分查找指定元素的索引（使用前必须先排序，否则结果不可靠）。​

int[] nums = {1, 2, 3, 4};
int index = Arrays.binarySearch(nums, 3); // 返回2（找到）
int notFound = Arrays.binarySearch(nums, 5); // 返回-5（-插入点-1）

• 数组拷贝：copyOf() 与 arraycopy()​

• copyOf(原数组, 新长度)：创建新数组并拷贝元素（超出原长度则补默认值）；​

• arraycopy(原数组, 原起始索引, 目标数组, 目标起始索引, 拷贝长度)：在已有数组间拷贝（更灵活）。​

数组转集合：asList()​

将数组转为List（注意：返回的是固定长度的ArrayList，不支持add/remove操作）。​

List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c");
// list.add("d"); // 抛UnsupportedOperationException

四、实战案例：综合运用三个工具类​

下面通过一个 “手机号脱敏” 案例，展示三个工具类的协同使用：​

需求：将手机号13812345678处理为138****5678。​

public class StringDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String phone = "13812345678";
        // 1. 用String截取前3位和后4位
        String prefix = phone.substring(0, 3);
        String suffix = phone.substring(7);
        
        // 2. 用StringBuilder拼接
        StringBuilder masked = new StringBuilder();
        masked.append(prefix).append("****").append(suffix);
        
        System.out.println(masked.toString()); // 输出：138****5678
    }
}

总结​

• String适合处理固定不变的字符串，注意避免频繁修改；​

• StringBuilder适合动态拼接字符串，性能优于String；​

• Arrays简化数组操作，排序、查找、拷贝等场景优先使用。​

掌握这三个工具类的核心方法，能让我们的代码更简洁、高效。建议多动手练习，结合实际场景灵活运用，才能真正内化这些知识。