Java基础教程（八）字符和字符串：深度解析，Java字符与字符串的核心密码与实战示例

🔎 深度解析：Java字符与字符串的核心机制与实战示例

🧩 一、字符（char）：Unicode的基本单元

• 本质：16位无符号整数（0~65535），表示UTF-16编码的一个代码单元。
• 编码：采用Unicode，可表示大多数常用字符（基本多语言平面BMP）。超出BMP的字符（如部分emoji）需两个char（代理对）。
• 示例：

char letter = 'A';           // 直接字符
char chinese = '中';         // 中文字符
char unicodeEscape = '\u0041'; // Unicode转义（'A'）
char heartEmoji = '\u2764';  // ❤ 
System.out.println(heartEmoji); // 输出：❤

🧬 二、字符串（String）：不可变的对象序列

• 本质：final char[] 的封装，具有严格的不可变性（创建后内容不可改）。
• 创建与内存：

• • 字面量（String s = "Hi";）优先使用字符串常量池，避免重复创建。
  • new String("Hi") 强制在堆中创建新对象，即使常量池存在。

• 不可变性的影响：

• • 安全：线程安全，可安全用于哈希键。
  • 性能：频繁修改（如拼接）产生大量中间对象，效率低 → 需用StringBuilder/StringBuffer。

⚡ 三、关键特性与性能优化

1. 字符串常量池（String Pool）

String s1 = "Fly"; 
String s2 = "Fly";
String s3 = new String("Fly");

System.out.println(s1 == s2); // true (常量池同一引用)
System.out.println(s1 == s3); // false (s3是堆中新对象)
System.out.println(s1.equals(s3)); // true (内容相同)

String s4 = s3.intern(); // 将s3内容放入常量池并返回引用
System.out.println(s1 == s4); // true

1. 拼接优化：用StringBuilder代替+

// 低效：产生多个String对象
String result = "";
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    result += i; 
}

// 高效：单一StringBuilder对象
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    sb.append(i);
}
String efficientResult = sb.toString();

1. Java 9+ 的紧凑字符串（Compact Strings）

• • 若字符串仅含Latin-1字符，内部改用byte[]存储（节省约50%空间），自动优化存储。

🚀 四、最佳实践总结

1. 字符处理：注意代理对处理补充字符（使用codePoint相关API）。
2. 字符串创建：优先使用字面量，利用常量池节省内存。
3. 频繁修改：务必使用StringBuilder（非线程安全）或StringBuffer（线程安全）。
4. 比较相等：始终用equals()比较内容，==仅比较对象引用。
5. 大文本处理：考虑CharSequence接口或流式处理减少内存压力。

掌握字符与字符串的底层原理，是写出高效、健壮Java代码的关键基石！ 💪