String&StringBuilder&StringBuffer

String字符串

java.lang.String 类代表字符串。Java程序中所有的字符串文字（例如"abc" ）都可以被看作是实现此类的实例。字符串是常量；它们的值在创建之后不能更改。字符串缓冲区支持可变的字符串。因为 String 对象是不可变的，所以可以共享。

String 类包括的方法可用于检查序列的单个字符、比较字符串、搜索字符串、提取子字符串、创建字符串副本并将所有字符全部转换为大写或小写。

Java 语言提供对字符串串联符号（“+”）以及将其他对象转换为字符串的特殊支持（toString()方法）。

字符串的特点

1、字符串String类型本身是final声明的，意味着我们不能继承String。

2、字符串的对象也是不可变对象，意味着一旦进行修改，就会产生新对象

我们修改了字符串后，如果想要获得新的内容，必须重新接受。

如果程序中涉及到大量的字符串的修改操作，那么此时的时空消耗比较高。可能需要考虑使用StringBuilder或StringBuffer的可变字符序列。

3、String对象内部是用字符数组进行保存的

JDK1.9之前有一个char[] value数组，JDK1.9之后byte[]数组

"abc" 等效于 char[] data={ 'a' , 'b' , 'c' }。

例如： 
String str = "abc";

相当于： 
char data[] = {'a', 'b', 'c'};     
String str = new String(data);
// String底层是靠字符数组实现的。
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4、String类中这个char[] values数组也是final修饰的，意味着这个数组不可变，然后它是private修饰，外部不能直接操作它，String类型提供的所有的方法都是用新对象来表示修改后内容的，所以保证了String对象的不可变。

5、就因为字符串对象设计为不可变，那么所以字符串有常量池来保存很多常量对象

常量池在方法区。

如果细致的划分：

（1）JDK1.6及其之前：方法区

（2）JDK1.7：堆

（3）JDK1.8：元空间

且需要注意从jdk1.7开始，常量池就移到堆内存中了，而在 JDK 1.8 中， HotSpot 已经没有 “PermGen space”这个区间了，取而代之的是 Metaspace（元空间）。
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String s1 = "abc";
String s2 = "abc";
System.out.println(s1 == s2);
// 内存中只有一个"abc"对象被创建，同时被s1和s2共享。
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字符串对象

1、使用构造方法

• public String() ：初始化新创建的 String对象，以使其表示空字符序列。
• String(String original)： 初始化一个新创建的 String 对象，使其表示一个与参数相同的字符序列；换句话说，新创建的字符串是该参数字符串的副本。
• public String(char[] value) ：通过当前参数中的字符数组来构造新的String。
• public String(char[] value,int offset, int count) ：通过字符数组的一部分来构造新的String。
• public String(byte[] bytes) ：通过使用平台的默认字符集解码当前参数中的字节数组来构造新的String。
• public String(byte[] bytes,String charsetName) ：通过使用指定的字符集解码当前参数中的字节数组来构造新的String。

构造举例，代码如下：

//字符串常量对象
String str = "hello";

// 无参构造
String str1 = new String（）；

//创建"hello"字符串常量的副本
String str2 = new String("hello");

//通过字符数组构造
char chars[] = {'a', 'b', 'c','d','e'};     
String str3 = new String(chars);
String str4 = new String(chars,0,3);

// 通过字节数组构造
byte bytes[] = {97, 98, 99 };     
String str5 = new String(bytes);
String str6 = new String(bytes,"GBK");
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2、使用静态方法

• static String copyValueOf(char[] data)： 返回指定数组中表示该字符序列的 String（将数组中元素以字符串形式返回）
• static String copyValueOf(char[] data, int offset, int count)：返回指定数组中表示该字符序列的 String（将数组中元素索引为offset到count的数据以字符串形式返回）
• static String valueOf(char[] data) ： 返回指定数组中表示该字符序列的 String
• static String valueOf(char[] data, int offset, int count) ： 返回指定数组中表示该字符序列的 String
• static String valueOf(xx value)：xx支持各种数据类型，返回各种数据类型的value参数的字符串表示形式。（将xx类型的数据转换为字符串形式返回）

	public static void main(String[] args) {
		char[] data = {'h','e','l','l','o','j','a','v','a'};	
		String s1 = String.copyValueOf(data);
		String s2 = String.copyValueOf(data,0,5);
		int num = 123456;
		String s3 = String.valueOf(num);
		System.out.println(s1);
		System.out.println(s2);
		System.out.println(s3);
	}
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3、使用""+

任意数据类型与"字符串"进行拼接，结果都是字符串

	public static void main(String[] args) {
		int num = 123456;
		String s = num + "";
		System.out.println(s);
		
		Student stu = new Student();
		String s2 = stu + "";//自动调用对象的toString()，然后与""进行拼接
		System.out.println(s2);
	}
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字符串的对象的个数

1、字符串常量对象

String str1 = "hello";//1个，在常量池中
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2、字符串的普通对象和常量对象一起

String str3 = new String("hello");
//str3首先指向堆中的一个字符串对象，然后堆中字符串的value数组指向常量池中常量对象的value数组
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字符串拼接

1、拼接结果的存储和比较问题

原则：

（1）常量+常量：结果是常量池

（2）常量与变量 或 变量与变量：结果是堆

（3）拼接后调用intern方法：结果在常量池

• intern方法的作用是：判断字符串常量池中是否存在一个引用，这个引用指向的字符串对象和当前对象相等（使用 equals 方法判断相等），如果存在直接返回这个引用，如果不存在则创建一个字符串对象并将其引用存入字符串常量池。

	@Test
	public void test06(){
		String s1 = "hello";
		String s2 = "world";
		String s3 = "helloworld";
		
		String s4 = (s1 + "world").intern();//把拼接的结果放到常量池中
		String s5 = (s1 + s2).intern();
		
		System.out.println(s3 == s4);//true
		System.out.println(s3 == s5);//true
	}
	
	@Test
	public void test05(){
		final String s1 = "hello";
		final String s2 = "world";
		String s3 = "helloworld";
		
		String s4 = s1 + "world";//s4字符串内容也helloworld，s1是常量，"world"常量，常量+ 常量 结果在常量池中
		String s5 = s1 + s2;//s5字符串内容也helloworld，s1和s2都是常量，常量+ 常量 结果在常量池中
		String s6 = "hello" + "world";//常量+ 常量 结果在常量池中，因为编译期间就可以确定结果
		
		System.out.println(s3 == s4);//true
		System.out.println(s3 == s5);//true
		System.out.println(s3 == s6);//true
	}
	
	@Test
	public void test04(){
		String s1 = "hello";
		String s2 = "world";
		String s3 = "helloworld";
		
		String s4 = s1 + "world";//s4字符串内容也helloworld，s1是变量，"world"常量，变量 + 常量的结果在堆中
		String s5 = s1 + s2;//s5字符串内容也helloworld，s1和s2都是变量，变量 + 变量的结果在堆中
		String s6 = "hello" + "world";//常量+ 常量 结果在常量池中，因为编译期间就可以确定结果
		
		System.out.println(s3 == s4);//false
		System.out.println(s3 == s5);//false
		System.out.println(s3 == s6);//true
	}
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2、拼接效率问题

public class TestString {
	public static void main(String[] args) {
		String str = "0";
		for (int i = 0; i <= 5; i++) {
			str += i;  
		}
		System.out.println(str);      
	}
}
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3、两种拼接

public class TestString {
	public static void main(String[] args) {
		String str = "hello";
		String str2 = "world";
		String str3 ="helloworld";
		
		String str4 = "hello".concat("world");
		String str5 = "hello"+"world";
		
		System.out.println(str3 == str4);//false
		System.out.println(str3 == str5);//true
	}
}
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concat方法拼接，哪怕是两个常量对象拼接，结果也是在堆。

字符串对象的比较

1、==：比较是对象的地址

只有两个字符串变量都是指向字符串的常量对象时，才会返回true

String str1 = "hello";
String str2 = "hello";
System.out.println(str1 == str2);//true
    
String str3 = new String("hello");
String str4 = new String("hello");
System.out.println(str1 == str4); //false
System.out.println(str3 == str4); //false
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2、equals：比较是对象的内容，因为String类型重写equals，区分大小写

只要两个字符串的字符内容相同，就会返回true

String str1 = "hello";
String str2 = "hello";
System.out.println(str1.equals(str2));//true
    
String str3 = new String("hello");
String str4 = new String("hello");
System.out.println(str1.equals(str3));//true
System.out.println(str3.equals(str4));//true
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3、equalsIgnoreCase：比较的是对象的内容，不区分大小写

String str1 = new String("hello");
String str2 = new String("HELLO");
System.out.println(str1.equalsIgnoreCase(strs)); //true
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4、compareTo：String类型重写了Comparable接口的抽象方法，自然排序，按照字符的Unicode编码值进行比较大小的，严格区分大小写

String str1 = "hello";
String str2 = "world";
str1.compareTo(str2) //小于0的值
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5、compareToIgnoreCase：不区分大小写，其他按照字符的Unicode编码值进行比较大小

String str1 = new String("hello");
String str2 = new String("HELLO");
str1.compareToIgnoreCase(str2)  //等于0
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空字符的比较

String str1 = "";
String str2 = new String();
String str3 = new String("");
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空字符串：长度为0

2、判断某个字符串是否是空字符串

if("".equals(str))

if(str!=null  && str.isEmpty())

if(str!=null && str.equals(""))

if(str!=null && str.length()==0)
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String常用方法

（1）boolean isEmpty()：字符串是否为空

（2）int length()：返回字符串的长度

（3）String concat(xx)：拼接，等价于+（存储在堆）

（4）boolean equals(Object obj)：比较字符串是否相等，区分大小写

（5）boolean equalsIgnoreCase(Object obj)：比较字符串是否相等，区分大小写

（6）int compareTo(String other)：比较字符串大小，区分大小写，按照Unicode编码值比较大小

（7）int compareToIgnoreCase(String other)：比较字符串大小，不区分大小写

（8）String toLowerCase()：将字符串中大写字母转为小写

（9）String toUpperCase()：将字符串中小写字母转为大写

（10）String trim()：去掉字符串前后空白符

	@Test
	public void test01(){
		//将用户输入的单词全部转为小写，如果用户没有输入单词，重新输入
		Scanner input = new Scanner(System.in);
		String word;
		while(true){
			System.out.print("请输入单词：");
			word = input.nextLine();
			if(word.trim().length()!=0){
				word = word.toLowerCase();
				break;
			}
		}
		System.out.println(word);
	}

	@Test
	public void test02(){
        //随机生成验证码，验证码由0-9，A-Z,a-z的字符组成
		char[] array = new char[26*2+10];
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			array[i] = (char)('0' + i);
		}
		for (int i = 10,j=0; i < 10+26; i++,j++) {
			array[i] = (char)('A' + j);
		}
		for (int i = 10+26,j=0; i < array.length; i++,j++) {
			array[i] = (char)('a' + j);
		}
		String code = "";
		Random rand = new Random();
		for (int i = 0; i < 4; i++) {
			code += array[rand.nextInt(array.length)];
		}
		System.out.println("验证码：" + code);
		//将用户输入的单词全部转为小写，如果用户没有输入单词，重新输入
		Scanner input = new Scanner(System.in);
		System.out.print("请输入验证码：");
		String inputCode = input.nextLine();
		
		if(!code.equalsIgnoreCase(inputCode)){
			System.out.println("验证码输入不正确");
		}
	}
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查找

（11）boolean contains(xx)：是否包含xx

（12）int indexOf(xx)：从前往后找当前字符串中xx，即如果有返回第一次出现的下标，要是没有返回-1

（13）int lastIndexOf(xx)：从后往前找当前字符串中xx，即如果有返回最后一次出现的下标，要是没有返回-1

字符串截取

（14）String substring(int beginIndex) ：返回一个新的字符串，它是此字符串的从beginIndex开始截取到最后的一个子字符串。

（15）String substring(int beginIndex, int endIndex) ：返回一个新字符串，它是此字符串从beginIndex开始截取到endIndex(不包含)的一个子字符串。

	@Test
	public void test01(){
		String str = "helloworldjavagec";
		String sub1 = str.substring(5);
		String sub2 = str.substring(5,10);
		System.out.println(sub1);
		System.out.println(sub2);
	}

	@Test
	public void test02(){
		String fileName = "快速学习Java的秘诀.dat";
		//截取文件名
		System.out.println("文件名：" + fileName.substring(0,fileName.lastIndexOf(".")));
		//截取后缀名
		System.out.println("后缀名：" + fileName.substring(fileName.lastIndexOf(".")));
	}
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字符相关

（16）char charAt(index)：返回[index]位置的字符

（17）char[] toCharArray()： 将此字符串转换为一个新的字符数组返回

（18）String(char[] value)：返回指定数组中表示该字符序列的 String。

（19）String(char[] value, int offset, int count)：返回指定数组中表示该字符序列的 String。

（20）static String copyValueOf(char[] data)： 返回指定数组中表示该字符序列的 String

（21）static String copyValueOf(char[] data, int offset, int count)：返回指定数组中表示该字符序列的 String

（22）static String valueOf(char[] data, int offset, int count) ： 返回指定数组中表示该字符序列的 String

（23）static String valueOf(char[] data) ：返回指定数组中表示该字符序列的 String

	@Test
	public void test01(){
		//将字符串中的字符按照大小顺序排列
		String str = "helloworldjavagec";
		char[] array = str.toCharArray();
		Arrays.sort(array);
		str = new String(array);
		System.out.println(str);
	}
	
	@Test
	public void test02(){
		//将首字母转为大写
		String str = "jack";
		str = Character.toUpperCase(str.charAt(0))+str.substring(1);
		System.out.println(str);
	}
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开头与结尾

（26）boolean startsWith(xx)：是否以xx开头

（27）boolean endsWith(xx)：是否以xx结尾

	@Test
	public void test2(){
		String name = "张三";
		System.out.println(name.startsWith("张"));
	}
	
	@Test
	public void test(){
		String file = "Hello.txt";
		if(file.endsWith(".java")){
			System.out.println("Java源文件");
		}else if(file.endsWith(".class")){
			System.out.println("Java字节码文件");
		}else{
			System.out.println("其他文件");
		}
	}
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替换

（29）String replace(xx,xx)：不支持正则

（30）String replaceFirst(正则，value)：替换第一个匹配部分

（31）String repalceAll(正则， value)：替换所有匹配部分

	@Test
	public void test4(){
		String str = "hello244world.java;887";
		//把其中的非字母去掉
		str = str.replaceAll("[^a-zA-Z]", "");
		System.out.println(str);
	}
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String与可变字符序列的区别

因为String对象是不可变对象，虽然可以共享常量对象，但是对于频繁字符串的修改和拼接操作，效率极低，所以JDK又在java.lang包提供了可变字符序列StringBuilder和StringBuffer类型。

StringBuffer：老的，线程安全的

StringBuilder：线程不安全的

StringBuilder、StringBuffer的API

常用的API，StringBuilder、StringBuffer的API是完全一致的

（1）StringBuffer append(xx)：拼接，追加

（2）StringBuffer insert(int index, xx)：在[index]位置插入xx

（3）StringBuffer delete(int start, int end)：删除[start,end)之间字符

StringBuffer deleteCharAt(int index)：删除[index]位置字符

（4）void setCharAt(int index, xx)：替换[index]位置字符

（5）StringBuffer reverse()：反转

（6）void setLength(int newLength) ：设置当前字符序列长度为newLength

（7）StringBuffer replace(int start, int end, String str)：替换[start,end)范围的字符序列为str

（8）int indexOf(String str)：在当前字符序列中查询str的第一次出现下标

      int indexOf(String str, int fromIndex)：在当前字符序列[fromIndex,最后]中查询str的第一次出现下标

     int lastIndexOf(String str)：在当前字符序列中查询str的最后一次出现下标

     int lastIndexOf(String str, int fromIndex)：在当前字符序列[fromIndex,最后]中查询str的最后一次出现下标
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（9）String substring(int start)：截取当前字符序列[start,最后]

（10）String substring(int start, int end)：截取当前字符序列[start,end)

（11）String toString()：返回此序列中数据的字符串表示形式

	@Test
	public void test6(){
		StringBuilder s = new StringBuilder("helloworld");
		s.setLength(30);
		System.out.println(s);
	}
	@Test
	public void test5(){
		StringBuilder s = new StringBuilder("helloworld");
		s.setCharAt(2, 'a');
		System.out.println(s);
	}
	
	
	@Test
	public void test4(){
		StringBuilder s = new StringBuilder("helloworld");
		s.reverse();
		System.out.println(s);
	}
	
	@Test
	public void test3(){
		StringBuilder s = new StringBuilder("helloworld");
		s.delete(1, 3);
		s.deleteCharAt(4);
		System.out.println(s);
	}
	
	
	@Test
	public void test2(){
		StringBuilder s = new StringBuilder("helloworld");
		s.insert(5, "java");
		s.insert(5, "chailinyan");
		System.out.println(s);
	}
	
	@Test
	public void test1(){
		StringBuilder s = new StringBuilder();
		s.append("hello").append(true).append('a').append(12).append("gec");
		System.out.println(s);
		System.out.println(s.length());
	}
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对比测试

/*
 * Runtime：JVM运行时环境
 * Runtime是一个单例的实现
 */
public class TestTime {
	public static void main(String[] args) {
//		testStringBuilder();
		testStringBuffer();
//		testString();
	}
	public static void testString(){
		long start = System.currentTimeMillis();
		String s = new String("0");
		for(int i=1;i<=10000;i++){
			s += i;
		}
		long end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("String拼接+用时："+(end-start));//444
		
		long memory = Runtime.getRuntime().totalMemory() - Runtime.getRuntime().freeMemory();
        System.out.println("String拼接+memory占用内存: " + memory);//53185144字节
	}
    
	public static void testStringBuilder(){
		long start = System.currentTimeMillis();
		StringBuilder s = new StringBuilder("0");
		for(int i=1;i<=10000;i++){
			s.append(i);
		}
		long end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("StringBuilder拼接+用时："+(end-start));//4
		long memory = Runtime.getRuntime().totalMemory() - Runtime.getRuntime().freeMemory();
        System.out.println("StringBuilder拼接+memory占用内存: " + memory);//1950488
	}
    
	public static void testStringBuffer(){
		long start = System.currentTimeMillis();
		StringBuffer s = new StringBuffer("0");
		for(int i=1;i<=10000;i++){
			s.append(i);
		}
		long end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("StringBuffer拼接+用时："+(end-start));//7
		long memory = Runtime.getRuntime().totalMemory() - Runtime.getRuntime().freeMemory();
        System.out.println("StringBuffer拼接+memory占用内存: " + memory);//1950488
	}
}
/*
String拼接+用时：396
String拼接+memory占用内存: 477610752
StringBuffer拼接+用时：1
StringBuffer拼接+memory占用内存: 477610752
StringBuilder拼接+用时：1
StringBuilder拼接+memory占用内存: 477610752
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字符串对象不可变

class TEXT{
	public int num;
	public String str;
	
	public TEXT(int num, String str){
		this.num = num;
		this.str = str;
	}
}
public class Class4 {
    //tIn是传对象的地址，修改形参的属性，会影响实参
    //intIn是传数据，基本数据类型的形参修改和实参无关
    //Integer和String对象不可变
	public static void f1(TEXT tIn, int intIn, Integer integerIn, String strIn){
		tIn.num =200;
		tIn.str = "bcd";//形参和实参指向的是同一个TEXT的对象，修改了属性，就相当于修改实参对象的属性
		intIn = 200;//基本数据类型的形参是实参的“副本”，无论怎么修改和实参都没关系
		integerIn = 200;//Integer对象和String对象一样都是不可变，一旦修改都是新对象，和实参无关
		strIn = "bcd";
	}
	public static void main(String[] args) {
		TEXT tIn = new TEXT(100, "abc");//tIn.num = 100, tIn.str="abc"
		int intIn = 100;
		Integer integerIn = 100;
		String strIn = "abc";
		
		f1(tIn,intIn,integerIn,strIn);
		
		System.out.println(tIn.num + tIn.str + intIn + integerIn + strIn);
		//200 + bcd + 100 + 100 + abc
	}
}
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