Java String 类详解

原创于 2025-08-10 12:29:47 发布 · 725 阅读

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在 Java 开发中，String类是我们日常使用频率最高的类之一。无论是用户输入、数据处理还是日志输出，都离不开字符串的操作。今天这篇文章，我们就从基础出发，结合实例聊聊String类的核心特性、创建方式以及常用方法，帮你彻底搞懂字符串的那些事儿。

一、为什么要学 String 类？

String类位于java.lang包下（无需手动导入），用于表示字符串。Java 中所有的字符串字面量（比如"Hello"）都是String类的对象。可以说，只要写 Java 代码，就一定会和String打交道。

比如我们用Scanner接收用户输入时，获取的内容本质上就是字符串；处理文本数据时，拼接、截取、替换等操作也都依赖String类的方法。学好String，能帮你搞定 80% 以上的文本处理场景。

二、String 类的核心特性：不可变性

在开始具体操作前，必须先明确String类的一个核心特性：字符串一旦创建，其内容就无法修改。

举个例子：

String name = "Rebbit";
String statement = "一定会成功";
System.out.println(name + statement); // 输出：Rebbit一定会成功

这里的name + statement看似是 “修改” 了字符串，实则是创建了一个新的字符串对象，原有的name和statement对象内容并未改变。

这种 “不可变性” 是由String类的底层实现决定的（底层是字符数组char[]，且被final修饰），这一特性也影响了String对象的创建和使用方式。

三、String 对象的创建：两种方式的区别

创建String对象有两种常见方式，它们的底层原理和内存占用有很大区别，初学者很容易混淆，这里重点讲清楚。

1. 直接赋值（推荐）

String s1 = "abc";
String s2 = "abc";

原理：Java 会维护一个 “字符串常量池”（位于方法区），当使用直接赋值时，JVM 会先检查常量池中是否存在该字符串：
- 若存在，直接复用（让变量指向常量池中的对象）；
- 若不存在，在常量池中创建该字符串，再让变量指向它。
优势：复用对象，节省内存。

2. 使用`new`关键字

// 空参构造：创建空白字符串
String s3 = new String();

// 传入字符串：根据已有字符串创建新对象
String s4 = new String("abc");

// 传入字符数组：将字符数组转为字符串
char[] chs = {'a', 'b', 'c'};
String s5 = new String(chs);

// 传入字节数组：将字节数组转为字符串（常用于网络数据转换）
byte[] bytes = {97, 98, 99}; // 97对应'a'，98对应'b'（ASCII码）
String s6 = new String(bytes);

原理：无论常量池中是否存在该字符串，new关键字都会在堆内存中创建一个新的对象。
注意：new String("abc")会导致创建两个对象（若常量池中没有 “abc”）：一个在常量池，一个在堆内存。

String s1 = "abc";       // 直接赋值，指向常量池
String s2 = new String("abc"); // new创建，指向堆内存

System.out.println(s1 == s2); // 输出false（==比较地址值，两者地址不同）
System.out.println(s1.equals(s2)); // 输出true（equals比较内容，内容相同）

==：对于基本类型比较值，对于引用类型（如String）比较地址。
equals()：String类重写了该方法，用于比较字符串内容是否相同。

四、String 类的常用方法（附实例）

除了上述的equals()，String类还有很多实用方法，这里结合场景讲解几个高频使用的：

1. 忽略大小写比较：`equalsIgnoreCase()`

String s1 = "Abc";
String s2 = "aBC";
System.out.println(s1.equalsIgnoreCase(s2)); // 输出true

适用于不区分大小写的场景（比如验证码校验）。

2. 获取字符串长度：`length()`

String s = "Hello World";
System.out.println(s.length()); // 输出11（空格也算一个字符）

3. 获取指定位置字符：`charAt(int index)`

String s = "Hello";
char c = s.charAt(1); // 获取索引为1的字符（索引从0开始）
System.out.println(c); // 输出'e'

4. 截取子串：`substring(int beginIndex, int endIndex)`

String s = "abcdefg";
// 从索引2开始，到索引5结束（包含begin，不包含end）
String sub = s.substring(2, 5); 
System.out.println(sub); // 输出"cde"

若只传beginIndex，则截取到字符串末尾。

5. 替换字符 / 字符串：`replace(CharSequence target, CharSequence replacement)`

String talk = "你玩的真好，以后别玩了，脏话";
String filtered = talk.replace("脏话", "***"); 
System.out.println(filtered); // 输出：你玩的真好，以后别玩了，***

常用于敏感词过滤、格式替换等场景。

6. 分割字符串：`split(String regex)`

String str = "张三,20,男";
String[] parts = str.split(","); // 按逗号分割
for (String part : parts) {
    System.out.println(part); 
}
// 输出：
// 张三
// 20
// 男

适用于解析 CSV 格式数据、日志拆分等场景（注意：regex是正则表达式，特殊字符需转义）。

7. 转换大小写：`toLowerCase()`/`toUpperCase()`

String s = "Hello World";
System.out.println(s.toLowerCase()); // 输出"hello world"
System.out.println(s.toUpperCase()); // 输出"HELLO WORLD"

五、小技巧与注意事项

字符串拼接的效率问题：
用+拼接字符串时，由于String的不可变性，每次拼接都会创建新对象，效率较低。若需频繁拼接（比如循环中），建议使用StringBuilder或StringBuffer。
避免null引发的空指针异常：
调用equals()时，若变量可能为null，建议写成：
if ("abc".equals(s)) { ... }（用常量调用方法，避免s为null时报错）。
常量池的复用：
直接赋值的方式会复用常量池对象，因此对于频繁使用的字符串（如 “男”“女”），优先用直接赋值。