java 字符串

Java 字符串是用于表示文本数据的对象，核心实现类为 java.lang.String，其最关键特性是不可变性——对象创建后，字符序列无法被修改，任何看似“修改”的操作都会生成新的 String 对象。

一、核心特性

1. 不可变性（Immutability）
   字符串创建后，其内部字符数组（char[]，JDK 9+ 改为 byte[]）的内容和长度无法修改。例如 str = str + "abc" 并非修改原对象，而是创建新的字符串对象并指向新地址。

   • 优势：线程安全、可缓存（如字符串常量池）、哈希值固定（利于作为 HashMap 键）。
   • 注意：频繁修改字符串（如循环拼接）会产生大量临时对象，建议用 StringBuilder（非线程安全）或 StringBuffer（线程安全）。

2. 字符串常量池（String Constant Pool）
   JVM 为优化内存，在方法区维护一个“常量池”，存储字面量创建的字符串（如 "abc"）。若创建相同字面量的字符串，会直接复用池中对象，而非新建。

   • 示例：

     String s1 = "abc"; // 先查常量池，无则创建并放入，s1指向池对象
     String s2 = "abc"; // 复用常量池对象，s1 == s2（地址相同）
     String s3 = new String("abc"); // 新建堆对象，s3指向堆，s3 != s1（地址不同）
     String s4 = s3.intern(); // 将堆对象的引用放入常量池，s4 == s1
     

二、字符串的创建方式

1. 字面量创建（推荐）

直接用双引号定义，优先使用常量池，内存更高效。

String str1 = "Hello Java"; // 字面量，存储于常量池

2. new 关键字创建

通过 new 实例化，会在堆内存创建对象（即使字面量已在常量池存在），再将对象地址赋值给变量。

String str2 = new String("Hello Java"); // 堆中新建对象，str2指向堆
String str3 = new String(new char[]{'H','e','l','l','o'}); // 通过字符数组创建

三、常用核心方法（重点）

String 类提供大量工具方法，以下为高频使用的核心方法：

方法分类	方法示例	功能说明
获取长度	int length()	返回字符串的字符个数（注意：中文、字母均算1个）。
判断内容	boolean equals(Object obj)	比较两个字符串的内容是否相等（区分大小写），需替代 ==（== 比地址）。
	boolean equalsIgnoreCase(String s)	忽略大小写比较内容（如 "ABC".equalsIgnoreCase("abc") 为 true）。
	boolean contains(CharSequence s)	判断当前字符串是否包含子串 s（如 "abcde".contains("bc") 为 true）。
	boolean startsWith(String prefix)	判断是否以 prefix 开头（如 "http://a.com".startsWith("http") 为 true）。
	boolean endsWith(String suffix)	判断是否以 suffix 结尾（如 "file.txt".endsWith(".txt") 为 true）。
查找位置	int indexOf(String s)	从左开始查找子串 s 第一次出现的索引，未找到返回 -1（如 "abcabc".indexOf("ab") 为 0）。
	int lastIndexOf(String s)	从右开始查找子串 s 第一次出现的索引，未找到返回 -1（如 "abcabc".lastIndexOf("ab") 为 3）。
截取子串	String substring(int beginIndex)	从 beginIndex（含）开始截取到末尾（如 "abcde".substring(2) 返回 "cde"）。
	String substring(int begin, int end)	从 begin（含）截取到 end（不含），注意 end <= length()（如 "abcde".substring(1,3) 返回 "bc"）。
替换内容	String replace(CharSequence old, CharSequence new)	替换所有匹配的子串（如 "aaa".replace("a","b") 返回 "bbb"）。
	String replaceFirst(String regex, String replacement)	仅替换第一个匹配的子串（支持正则，如 "aabbaa".replaceFirst("aa","xx") 返回 "xxbbaa"）。
分割与合并	String[] split(String regex)	按正则 regex 分割字符串为数组（如 "a,b,c".split(",") 返回 {"a","b","c"}）。
	static String join(CharSequence delimiter, CharSequence... elements)	用 delimiter 连接多个元素为字符串（如 String.join("-","2024","05","20") 返回 "2024-05-20"）。
转换操作	char[] toCharArray()	将字符串转为字符数组（如 "abc".toCharArray() 返回 {'a','b','c'}）。
	String toLowerCase() / toUpperCase()	转为全小写/全大写（如 "AbC".toLowerCase() 返回 "abc"）。
	String trim()	去除字符串两端的空白字符（空格、制表符 \t、换行符 \n 等，中间空白保留，如 " a b ".trim() 返回 "a b"）。
	static String valueOf(Object obj)	将任意类型（如 int、Object）转为字符串（推荐，避免 null 转成 "null" 字符串）。

四、常见误区与注意事项

1. == 与 equals() 的区别

   • ==：比较变量的内存地址（是否指向同一对象），仅字面量创建的相同字符串会返回 true。
   • equals()：String 重写了该方法，比较的是字符内容是否完全一致，是字符串比较的正确方式。
   • 错误示例："abc" == new String("abc") → false（地址不同）；正确示例："abc".equals(new String("abc")) → true（内容相同）。

2. 空字符串与 null 的区别

   • 空字符串（""）：是一个有效对象，长度为 0，内存中存在（常量池或堆），可调用方法（如 "" .length() 返回 0）。
   • null：表示变量未指向任何对象，是“无地址”状态，直接调用方法会抛出 NullPointerException（空指针异常）。
   • 判空建议：先判 null 再判空字符串，如 if (str != null && !str.isEmpty())。

3. 字符串拼接的性能问题

   • 用 + 拼接字符串（如 str += "a"），编译后会转为 StringBuilder 的 append() 方法，但循环中频繁拼接会重复创建 StringBuilder，性能差。
   • 优化方案：循环拼接时，手动创建 StringBuilder 对象，调用 append() 后用 toString() 收尾，示例：

     // 低效
     String s = "";
     for (int i = 0; i < 1000; i++) {
         s += i; // 每次循环新建 StringBuilder 和 String
     }
     // 高效
     StringBuilder sb = new StringBuilder();
     for (int i = 0; i < 1000; i++) {
         sb.append(i); // 仅操作一个 StringBuilder 对象
     }
     String result = sb.toString();
     

五、String、StringBuilder、StringBuffer 对比

实际开发中需根据场景选择三者，核心区别如下：

类名	可变性	线程安全	性能	适用场景
String	不可变	安全（无修改操作）	低（修改频繁时）	存储固定文本、常量、哈希键等
StringBuilder	可变	不安全（无同步锁）	高	单线程下频繁修改字符串（如循环拼接）
StringBuffer	可变	安全（方法加同步锁 synchronized）	中（锁开销）	多线程下频繁修改字符串（如并发日志）

综上，String 是 Java 中最基础的文本类型，理解其不可变性和常量池机制是核心，熟练掌握常用方法并根据场景选择 String/StringBuilder/StringBuffer，能有效提升代码效率和安全性。