java基础：String字符串的用法详解

String 是Java基础中非常重要的一个类，也是使用最频繁的类之一，它代表一个不可变的字符序列。以下是Java中 String类的用法详解：

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一、String的本质

1. 不可变性（Immutability）

   • 字符串一旦创建，内容不可修改
   • 所有修改操作（如concat()/replace()）都返回新对象

   String s = "Hi";
   s.concat(" Java");  // 返回新对象"Hi Java"，原s仍为"Hi"
   

2. 存储机制

   • 字符串常量池（String Pool）：位于堆内存，避免重复创建

   String s1 = "Fly";      // 存入常量池
   String s2 = "Fly";      // 复用常量池对象（s1 == s2）
   String s3 = new String("Fly"); // 强制在堆中创建新对象（s1 != s3）
   

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二、创建String的3种方式

方式	内存位置	是否复用常量池
String s = "abc";	常量池	是
new String("abc")	堆内存	否（新对象）
new String(char[])	堆内存	否

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三、核心方法详解

字符串比较

// 1. 内容相等比较（重要！）
"java".equals("Java");      // false（区分大小写）
"java".equalsIgnoreCase("Java"); // true

// 2. 字典序比较
"apple".compareTo("banana"); // 返回负数（a在b前）
"zoo".compareTo("apple");    // 返回正数

// 3. 地址比较（慎用）
String s1 = new String("Hi");
String s2 = "Hi";
s1 == s2; // false（地址不同）

字符串查找

String text = "Java编程指南";

// 1. 索引查找
text.indexOf("编程");     // 返回4（首次出现位置）
text.lastIndexOf('a');   // 返回3（最后出现位置）

// 2. 前缀/后缀检查
text.startsWith("Java"); // true
text.endsWith("指南");    // true

// 3. 包含判断
text.contains("编程");    // true

字符串操作

// 1. 截取子串
"HelloWorld".substring(5);     // "World"（从索引5开始）
"HelloWorld".substring(0,5);   // "Hello"（[0,5)区间）

// 2. 拼接（实际开发用"+"更常见）
String.join("-", "A","B","C"); // "A-B-C"

// 3. 替换
"abac".replace('a', 'X');      // "XbXc"
"Java".replace("av", "**");    // "J**a"

// 4. 大小写转换
"Java".toUpperCase();          // "JAVA"
"JAVA".toLowerCase();          // "java"

// 5. 去除空白
"  Hello  ".trim();            // "Hello"（去首尾空格）
"  Hi  ".strip();              // "Hi"（JDK11+，支持全角空格）

类型转换

// 1. 其他类型 → String
String.valueOf(123);       // "123"
String.valueOf(true);      // "true"

// 2. String → 数组
char[] chars = "Java".toCharArray(); // {'J','a','v','a'}
byte[] bytes = "Java".getBytes();    // UTF-8字节数组

// 3. String → 数字
int num = Integer.parseInt("100");   // 100
double d = Double.parseDouble("3.14"); // 3.14

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四、性能优化技巧

1. 避免循环内拼接字符串

   //  低效（每次循环创建新对象）
   String result = "";
   for (int i=0; i<1000; i++) {
       result += i;
   }
   
   //  使用StringBuilder（减少对象创建）
   StringBuilder sb = new StringBuilder();
   for (int i=0; i<1000; i++) {
       sb.append(i);
   }
   String result = sb.toString();
   

2. 复用常量池对象

   • 优先使用字面量赋值：String s = "text";

   • 调用intern()方法主动入池：

     String s1 = new String("Hi").intern(); // 指向常量池对象
     String s2 = "Hi";
     s1 == s2; // true
     

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五、String vs StringBuilder vs StringBuffer

特性	String	StringBuilder	StringBuffer
可变性	不可变	可变	可变
线程安全	（天然安全）	（非线程安全）	（synchronized）
性能	修改操作慢	修改操作快	修改操作中等
使用场景	常量字符串	单线程字符串操作	多线程字符串操作

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六、字符串比较示例

String s1 = new String("Hi").intern(); // 指向常量池对象
String s2 = new String("Hi");
String s3 = "Hi";
System.out.println("s1 == s2 : " + (s1 == s2));
System.out.println("s1 == s3 : " + (s1 == s3));
System.out.println("s2 == s3 : " + (s2 == s3));

运行结果

intern()方法可以将内容放入常量池（如果池中没有），并返回池中对象的引用
s2是在堆中创建了一个新的String对象
s3指向常量池中的对象，固 s1==s3为true

七、底层原理进阶

1. Java 9+的存储优化
   • 旧版：char[]（每个字符2字节）
   • 新版：`byte[] +编码标记**（拉丁字符用1字节存储，节省内存）
2. 字符串常量池位置
   • JDK7前：位于永久代（PermGen）
   • JDK7+：移至堆内存（避免永久代溢出）

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