1️⃣ 概念

Java的String类是Java标准库中最常用的类之一。它用于表示字符串，并提供了许多用于操作和处理字符串的方法。

Java的String类的概念源自于C语言中的字符数组。然而，为了方便使用和提供更多功能，Java设计者将String类定义为一个引用类型，而不是像C语言中的字符数组那样是一个基本数据类型。

Java的String类提供了丰富的方法来处理字符串，包括字符串连接、查找子字符串、比较字符串、提取字符、替换字符、大小写转换等等。这些方法使得在Java中处理字符串变得非常方便和灵活。

与其他编程语言相比，Java的String类的优势在于字符串是不可变的（immutable），也就是说一旦创建，字符串的内容就不可修改。这种不可变性使得字符串具有更好的线程安全性。

2️⃣ 使用

2.1 创建字符串对象

在Java中，我们可以使用以下两种方式创建一个String类型的对象：

public void createString(){//1、直接赋值String str1 = "Hello";//2、构造方法String str2 = new String("World");}

上述代码中，第一种方式使用字符串字面量直接创建一个字符串对象，而第二种方式通过关键字new创建一个新的字符串对象。

需要注意的是，String类是不可变的，意味着一旦创建了一个字符串对象，就不允许对其进行修改。每次修改字符串时，实际上是创建了一个全新的字符串对象，因此在频繁修改字符串时需要特别注意性能问题。

🔍 String类的两种实例化方式之间有什么区别？

1、直接赋值
String类的设计使⽤了共享设计模式，JVM底层会自动维护一个字符串的对象池(对象数组)。
采用直接赋值 的方式进行对象实例化操作，那么该实例化对象（字符串内容）将自动保存到对象池 之中。
如果下次继续使用直接赋值的方式声明String类对象，此时对象池之中若已有相同内容，则直接进行引用；若没有，则创建新的字符串对象而后将其保存在对象池之中。

2、构造方法
构造方法方式的实例化，JVM会先在堆上创建一个匿名字符串，再将这个字符串复制一份并由变量指向，导致出现垃圾空间(匿名String对象)，且此方式不会将该字符串对象加入到JVM的 “字符串常量池” 中，导致字符串共享问题。
解决办法是使用String类的intern()方法将以构造方法方式创建的对象手动加入到"字符串常量池"中。

2.2 字符串的比较

在Java中，用于比较字符串的内容是否相同有两种方法：equals()和equalsIgnoreCase()。

• boolean equals(Object anObject)：比较两个字符串的内容是否相同；
• boolean equalsIgnoreCase(String anotherString)：忽略字符串的大小写，比较两个字符串的内容；
• int compareTo(String anotherString)：按照字符编码比较字符串大小，结果=0表示相等、>0表示大于、<0表示小于。

例如：

public static void equalsMethod(){String str1 = "hello";String str2 = "Hello";System.out.println(str1.equals(str2));  System.out.println(str1.equalsIgnoreCase(str2));  System.out.println(str1.compareTo(str2));}

运行结果：

false
true
32

2.3 字符串长度

要获取字符串的长度，可以使用int length()方法，如下所示：

public static void lengthMethod(){String str = "Hello World";int length = str.length();System.out.println(length);
}

运行结果：

11

2.4 字符串连接

在Java中，可以使用+运算符或String concat(String str)方法来拼接字符串。如下：

public static void concatMethod(){String str1 = "Hello";String str2 = "World";String result1 = str1 + ", " + str2;String result2 = str1.concat(", ").concat(str2);System.out.println(result1); System.out.println(result2);}

需要注意的是，频繁拼接字符串时，使用StringBuilder或StringBuffer类会更高效。下文会详细介绍关于这这两个类的更多情况。

运行结果：

Hello, World
Hello, World

2.5 字符串截取

要从一个字符串中截取子串，可以使用substring(int beginIndex, int endIndex)方法和substring(int beginIndex)方法。

• substring(int beginIndex, int endIndex)方法用来截取从第一个参数表示的起始位置（包括）到第二个参数表示结束位置（不包括）的子字符串；
• substring(int beginIndex)方法用于从从第一个参数表示的指定位置截取到字符串末尾。

如下：

public static void substringMethod(){String str = "Hello World!";String substr = str.substring(6, 11);String substr2 = str.substring(6);System.out.println(substr);System.out.println(substr2);}

运行结果：

World
World!

2.6 字符串的查找和替换

🍎 查找
对于字符串的查找操作，常用的方法有indexOf(int ch)和lastIndexOf(int ch)。它们用于返回指定字符或子串在字符串中的位置。

• indexOf(int ch) 和 indexOf(String str)：从前往后的正向查找指定字符或子串在字符串中的位置。若找不到，则返回-1；
• lastIndexOf(int ch) 和 lastIndexOf(String str)：从后往前的反向查找指定字符或子串在字符串中的位置。若找不到，则返回-1；
• charAt(int index)：获取指定位置的字符。

如下：

public static void findIndexMethod(){String str = "Hello World";int index1 = str.indexOf('o');int index2 = str.indexOf("World");int lastIndex1 = str.lastIndexOf('o');int lastIndex2 = str.lastIndexOf("World");System.out.println(index1);System.out.println(index2);System.out.println(lastIndex1);System.out.println(lastIndex2);char c = str.charAt(0);System.out.println(c);}

运行结果：

4
6
7
6
H

🍊 替换
Java中提供了多个方法用于替换字符串中的字符或子串，分别是：

• replace(char oldChar, char newChar) 方法用于将字符串中的指定字符 替换为新字符。该方法会返回一个新字符串，原始字符串不会改变。若原始字符串中有多个匹配的字符，所有匹配的字符都会被替换；

• replace(CharSequence target, CharSequence replacement) 方法用于将字符串中与目标字符序列 匹配的部分替换为指定字符序列。该方法同样会返回一个新字符串，而不改变原始字符串；
  注意这个方法的参数是 CharSequence 类型，这意味着可以传递任何实现了 CharSequence 接口的对象，包括 String、StringBuilder 等。这使得它更具灵活性，可以进行更复杂的字符串替换操作；

• replaceFirst(String regex, String replacement)方法将字符串中首次出现的与正则表达式regex匹配的部分替换；

• replaceAll(String regex, String replacement) 方法会将字符串中所有与正则表达式regex匹配的部分全部替换。

如下：

public static void replaceMethod(){String str = "Hello World";String newStr1 = str.replace('l', 'L');String newStr2 = str.replace("World", "Java");System.out.println(newStr1);System.out.println(newStr2);String newStr3 = str.replaceFirst("l", "L");String newStr4 = str.replaceAll("l", "L");System.out.println(newStr3);System.out.println(newStr4);}

运行结果：

HeLLo WorLd
Hello Java
HeLlo World
HeLLo WorLd

2.7 字符串的切割和拆分

🍒 切割
字符串的切割操作主要通过split(String regex)方法来实现，其中参数regex是一个正则表达式，用于指定分隔符。

如下：

public static void splitMethod(){String str = "Java is a programming language";String[] splitStr = str.split(" ");for (String s : splitStr) {System.out.println(s);}}

输出结果：

Java
is
a
programming
language

🍉 拆分
拆分字符串与切割类似，使用的方法是split(String regex, int limit)。limit参数指定返回的数组长度限制。

如下：

public static void splitLimitMethod(){String str = "Java,is,a,programming,language";String[] splitStr = str.split(",", 3);for (String s : splitStr) {System.out.println(s);}}

输出结果：

Java
is
a,programming,language

2.8 字符串和其他类型的转换

Java中提供了大量用于字符串和其他数据类型转换的方法：

• toCharArray()：将字符串转换为字符数组；
• String.valueOf(Object obj)：将其他类型转换为字符串；
• getBytes()：使用平台的默认字符集将此 字符串编码为字节数组；
• getBytes(String charsetName)：使用指定字符集将 字符串编码为字节数组。

同时，各个包装类也有对字符串转换的支持：

• int intValue = Integer.parseInt(stringValue); 将字符串转换为整数；
• double doubleValue = Double.parseDouble(stringValue); 将字符串转换为双精度浮点数；
• float floatValue = Float.parseFloat(stringValue); 将字符串转换为单精度浮点数；
• boolean booleanValue = Boolean.parseBoolean(stringValue); 将字符串转换为布尔值。

关于包装类对字符串转换的操作支持更多情况，请参考我的另一篇文章：
【Java高级语法】（四）包装类：关于包装类的那些细节你都清楚吗？~

如下：

public static void changeTypeMethod(){String str = "Hello, world!";// 将字符串转换为字符数组char[] charArray = str.toCharArray();System.out.println("字符串转换为字符数组：");for (char c : charArray) {System.out.print(c + "、");}System.out.println();// 将其他类型转换为字符串int number = 123;String numberStr = String.valueOf(number);System.out.println("将整数转换为字符串：" + numberStr);double decimal = 3.14;String decimalStr = String.valueOf(decimal);System.out.println("将浮点数转换为字符串：" + decimalStr);boolean bool = true;String boolStr = String.valueOf(bool);System.out.println("将布尔值转换为字符串：" + boolStr);// 使用平台的默认字符集将字符串编码为字节数组byte[] bytes1 = str.getBytes();System.out.println("默认字符集下的字节数组：");for (byte b : bytes1) {System.out.print(b + " ");}System.out.println();// 使用指定字符集将字符串编码为字节数组（UTF-8）byte[] bytes2 = str.getBytes(Charset.forName("UTF-8"));System.out.println("UTF-8字符集下的字节数组：");for (byte b : bytes2) {System.out.print(b + " ");}System.out.println();// 使用指定字符集将字符串编码为字节数组（GBK）byte[] bytes3 = str.getBytes(Charset.forName("GBK"));System.out.println("GBK字符集下的字节数组：");for (byte b : bytes3) {System.out.print(b + " ");}System.out.println();}

输出结果：

字符串转换为字符数组：
H、e、l、l、o、,、 、w、o、r、l、d、!、
将整数转换为字符串：123
将浮点数转换为字符串：3.14
将布尔值转换为字符串：true
默认字符集下的字节数组：
72 101 108 108 111 44 32 119 111 114 108 100 33 
UTF-8字符集下的字节数组：
72 101 108 108 111 44 32 119 111 114 108 100 33 
GBK字符集下的字节数组：
72 101 108 108 111 44 32 119 111 114 108 100 33 

2.9 字符串的格式化

Java中使用String.format()方法可以对字符串进行格式化操作。

• String.format(String format, Object... args)：使用格式规范化字符串。第一个参数是格式字符串，后续参数是需要插入到格式字符串中的变量。

如下：

public static void formatMethod(){int number = 123;double decimal = 3.14;// 使用格式化字符串String formattedString = String.format("The number is %d and the decimal is %.2f", number, decimal);System.out.println("格式化字符串：" + formattedString);}

输出结果：

格式化字符串：The number is 123 and the decimal is 3.14

2.10 字符串的判断

Java中使用String.format()方法可以对字符串进行格式化操作。

• boolean contains(String s)：判断该字符串是否包含传进来的字符串；
• boolean startsWith(String prefix)：判断字符串是否以传进来的字符串开头；
• boolean endsWith(String suffix)：判断字符串是否以传进来的字符串结尾；
• boolean isEmpty()：判断字符串是否为空。

如下：

public static void judgmentMethod(){String str = "Hello, World!";// 判断字符串是否包含传进来的字符串String searchStr1 = "Hello";boolean containsStr1 = str.contains(searchStr1);System.out.println("字符串 \"" + str + "\" 是否包含 \"" + searchStr1 + "\": " + containsStr1);String searchStr2 = "ChinaAi";boolean containsStr2 = str.contains(searchStr2);System.out.println("字符串 \"" + str + "\" 是否包含 \"" + searchStr2 + "\": " + containsStr2);// 判断字符串是否以传进来的字符串开头String prefix1 = "Hello";boolean startsWithPrefix1 = str.startsWith(prefix1);System.out.println("字符串 \"" + str + "\" 是否以 \"" + prefix1 + "\" 开头: " + startsWithPrefix1);String prefix2 = "Hi";boolean startsWithPrefix2 = str.startsWith(prefix2);System.out.println("字符串 \"" + str + "\" 是否以 \"" + prefix2 + "\" 开头: " + startsWithPrefix2);// 判断字符串是否以传进来的字符串结尾String suffix1 = "World!";boolean endsWithSuffix1 = str.endsWith(suffix1);System.out.println("字符串 \"" + str + "\" 是否以 \"" + suffix1 + "\" 结尾: " + endsWithSuffix1);String suffix2 = "Java";boolean endsWithSuffix2 = str.endsWith(suffix2);System.out.println("字符串 \"" + str + "\" 是否以 \"" + suffix2 + "\" 结尾: " + endsWithSuffix2);// 判断字符串是否为空boolean isEmpty = str.isEmpty();System.out.println("字符串 \"" + str + "\" 是否为空: " + isEmpty);}

输出结果：

字符串 "Hello, World!" 是否包含 "Hello": true
字符串 "Hello, World!" 是否包含 "ChinaAi": false
字符串 "Hello, World!" 是否以 "Hello" 开头: true
字符串 "Hello, World!" 是否以 "Hi" 开头: false
字符串 "Hello, World!" 是否以 "World!" 结尾: true
字符串 "Hello, World!" 是否以 "Java" 结尾: false
字符串 "Hello, World!" 是否为空: false

2.11 手动入池

在Java中，通过手动将字符串加入字符串池，可以实现字符串的共享，从而优化内存使用。可以使用以下方式将字符串手动添加到字符串池中：

• intern()：这个方法会返回字符串池中对应的字符串，如果池中没有该字符串，则将它添加到池中并返回。

如下：

public static void internMethod(){// 创建两个不同的字符串对象String str1 = new String("Hello");String str2 = new String("Hello");// 执行intern()方法后，将字符串加入字符串常量池String internStr1 = str1.intern();String internStr2 = str2.intern();// 检查两个字符串是否引用同一个字符串对象boolean isSameObject = (internStr1 == internStr2);System.out.println("是否引用同一个字符串对象: " + isSameObject);// 使用equals()方法检查字符串内容是否相同boolean isEqual = internStr1.equals(internStr2);System.out.println("字符串内容是否相同: " + isEqual);}

输出结果：

是否引用同一个字符串对象: true
字符串内容是否相同: true

2.12 其他操作

Java中String 类还包括以下一些操作方法：

• toLowerCase()：将字符串中的英文字母转小写；
• toUpperCase()：将字符串中的英文字母转大写；
• trim()：去掉字符串左右两边的空格。

如下：

public static void otherMethod(){String input = "   Hello, World!   ";System.out.println("原始字符串: " + input);// 转小写String lowercase = input.toLowerCase();System.out.println("转小写后: " + lowercase);// 转大写String uppercase = input.toUpperCase();System.out.println("转大写后: " + uppercase);// 去掉左右两边的空格String trimmed = input.trim();System.out.println("去掉空格后: " + trimmed);}

输出结果：

原始字符串:    Hello, World!   
转小写后:    hello, world!   
转大写后:    HELLO, WORLD!   
去掉空格后: Hello, World!

2.13 小结

本节介绍了Java中String类的各种操作支持方法，包括创建字符对象、比较字符串内容、获取长度、连接、截取、查找、替换、切割、拆分、转换、格式化等常用操作。String类是Java编程中十分重要的一部分，熟练掌握这些操作有助于开发出高效的程序。

操作类别	方法	说明
获取	length()	获取字符串长度
	charAt(int index)	获取指定位置的字符
	indexOf(Char char)	获取指定字符在字符串中首次出现的位置
	lastIndexOf(Char char)	反向查找指定字符在字符串中首次出现的位置
	subString(int start)	字符串截取，从指定位置到字符串末尾
	subString(int start,int end)	字符串截取，从指定位置到指定位置，范围左闭右开
比较	equals(String s)	比较字符串内容是否相同，区分大小写
	equalsIgnoreCase(String s)	比较字符串内容是否相同，不区分大小写
	compareTo(String s)	比较字符串大小（按照字符编码），结果=0表示相等、>0表示大于、<0表示小于
判断	contains(String s)	判断该字符串是否包含传进来的字符串
	startsWith(String prefix)	判断字符串是否以传进来的字符串开头
	endsWith(String suffix)	判断字符串是否以传进来的字符串结尾
	isEmpty()	判断字符串是否为空
拆分	split(String regex)	通过指定正则表达式分隔符来拆分字符串
	split(String regex, int limit)	通过指定正则表达式分隔符来拆分字符串，limit参数指定返回的数组长度限制
替换	replaceFirst(String regex, String replacement)	用新内容替换首个旧内容
	replaceAll(String regex, String replacement)	用新内容替换全部的旧内容
	replace(char oldChar, char newChar)	将字符串中的指定字符 替换为新字符
	replace(CharSequence target, CharSequence replacement)	将字符串中与目标字符序列 匹配的部分替换为指定字符序列
数据类型转换	getBytes()	使用平台的默认字符集将此 String 编码为byte 数组
	getBytes(String charsetName)	使用指定字符集将 String 编码为byte 数组
	toCharArray()	将字符串转化为char字符数组
	valueOf(char[] data)	将传递的字符数组，组合成字符串
格式化	String.format(String format, Object... args)	使用格式规范化字符串。第一个参数是格式字符串，后续参数是需要插入到格式字符串中的变量
连接	concat(String s)	字符串连接
其他	toLowerCase()	转小写
	toUpperCase()	转大写
	trim()	去掉字符串左右两边的空格
手动入池	intern()	手动将字符串加入字符串常量池

3️⃣ 字符串常量池

前面我们介绍了String类的两种实例化方式，分别是将字符串存储在不同的内存位置。

第一种通过String类构造方法创建的对象，会存储在JVM内存结构的堆中。这些字符串对象在堆上分配空间，并包含有关字符串长度、字符内容等信息。使用方法和属性来操作和访问字符串对象。在实际使用时，使用这种方式是很少的。

而不同于第一种字符串存储方式，通过直接赋值的字符串是存储在方法区（也即元空间metaspace）的字符串常量池里的。字符串常量池是一个特殊的字符串存储区域，用于存储程序中的字符串常量。

字符串常量池主要有以下特点：

• 字面量优化：编译器会对代码中的字符串常量进行优化，将其放入字符串常量池中。如果同一个字面量字符串在源代码中多次出现，只会保留其一个副本，以节省内存空间；

• 共享和复用：字符串常量池中的字符串是共享的，意味着如果代码中使用了相同内容的字符串常量，它们将被存储为同一个对象。这种共享和复用能够提高性能并减少内存占用；

• 运行时常量池：在Java中，字符串常量池是java.lang.String类的一个属性，属于其运行时常量池。除了存储字面量字符串，它还可以包含通过调用String类的intern()方法手动添加的字符串；

• 不可变性：字符串常量池中的字符串是不可变的，即不允许修改操作。当对字符串进行拼接、截取等操作时，会生成新的字符串对象，而不影响原始的字符串对象。这种不可变性提供了字符串的线程安全性和缓存机制。

总结来说，字符串常量池是为了优化字符串的存储和提高性能而设计的特殊存储区域，其中存放着程序中使用的字符串常量，并且这些字符串是共享和不可变的。

4️⃣ StringBuffer类

StringBuffer类是Java中一个被广泛使用的可变字符串类。它提供了许多方法来操作和修改字符串内容，而不会创建新的对象实例。

以下是StringBuffer类的一些重要特点：

• 可变性：StringBuffer对象是可变的，意味着可以通过调用相应的方法对其内容进行修改，而不会创建新的对象。相比之下，String对象是不可变的，一旦创建后就无法更改；
• 线程安全：StringBuffer类是线程安全的，这意味着它的方法在多线程环境中可以安全地使用，不会导致竞态条件或数据不一致的问题。然而，由于其需要额外的同步开销，这可能会影响性能。如果不需要线程安全的操作，可以使用非线程安全的兄弟类StringBuilder，它具有相似的功能但性能更高；
• 性能考虑：由于字符串是可变的，可以在执行一系列操作后一次性获取最终结果，避免了频繁的字符串拷贝和内存分配，因此在某些情况下，StringBuffer比使用+或concat()操作符连接字符串更高效。

以下是StringBuffer类的一些用法：

• 字符串操作：StringBuffer类提供了一系列方法来操作字符串，如添加字符、插入字符、替换字符、删除字符等。这些方法可以根据需要灵活地修改字符串内容；

• 连接字符串：StringBuffer类也可以用于高效地连接字符串，而不像String那样每次连接都创建一个新的字符串对象。append()方法用于在当前字符串末尾添加字符、字符串和其他数据类型的值；

• 反转字符串：StringBuffer类提供了reverse()方法，用于反转当前字符串的顺序。这对于需要逆序处理字符串的场景很有用。

下面是一个使用StringBuffer类的示例：

public static void main(String[] args) {// 创建一个空的StringBuffer对象StringBuffer sb = new StringBuffer();// 在末尾添加字符串sb.append("Hello");sb.append(" World!");// 输出：Hello World!System.out.println(sb.toString());// 在指定位置插入字符串sb.insert(5, "Java ");System.out.println(sb.toString());// 反转字符串sb.reverse();System.out.println(sb.toString());}

输出结果：

Hello World!
HelloJava  World!
!dlroW  avaJolleH

总之，StringBuffer类是处理可变字符串的强大工具，特别适用于需要经常修改字符串内容的场景。并且它的方法是线程安全的，可以在多线程环境中安全地使用，不会导致竞态条件或数据不一致的问题。但由于其需要额外的同步开销，也同时会影响一些性能。

5️⃣ StringBuilder类

StringBuilder 是 Java 中的一个类，它允许可变长度的字符串操作。与 String 类不同，StringBuilder 对象的长度和内容都可以修改。这意味着可以在已存在的字符串上进行添加、删除和修改操作，而无需创建新的对象。

以下是该类的一些重要特性：

• 可变性：StringBuilder 具有可变性，这意味着可以动态地更改字符串内容和长度；
• 高效性：相对于直接使用 + 运算符连接字符串的方式，使用 StringBuilder 在性能上更高效。当需要频繁进行字符串操作时，使用 StringBuilder 可以减少系统开销。

以下是该类的一些使用方法：

• 初始化：可以通过无参构造函数创建一个空的 StringBuilder 对象，或者可以根据已存在的字符串创建对象；还可以指定初始容量创建对象。
• append()方法：用于在当前字符串末尾附加给定的数据；
• delete()方法：用于删除当前字符串中指定范围内的字符；
• insert()方法：用于将给定的数据插入到当前字符串的指定位置；
• replace()：该方法用于替换当前字符串指定范围内的字符；
• reverse()：该方法用于逆转当前字符串的字符顺序；
• toString()：该方法用于将 StringBuilder 对象转换为一个普通的字符串。

下面是一个使用StringBuilder类的示例：

public static void main(String[] args) {// 创建一个空的 StringBuilder 对象StringBuilder sb1 = new StringBuilder();// 根据已存在的字符串创建 StringBuilder 对象StringBuilder sb2 = new StringBuilder("Hello");// 指定初始容量创建 StringBuilder 对象StringBuilder sb3 = new StringBuilder(10);StringBuilder sb = new StringBuilder();sb.append("Hello");sb.append("World");System.out.println(sb.toString());sb.delete(5, 10);System.out.println(sb.toString());sb.insert(5, " World");System.out.println(sb.toString());sb.replace(5, 11, " Everybody");System.out.println(sb.toString());sb.reverse();System.out.println(sb.toString());String str = sb.toString();System.out.println(str);}

输出结果：

HelloWorld
Hello
Hello World
Hello Everybody
ydobyrevE olleH
ydobyrevE olleH

除了上面提到的常用方法之外，StringBuilder 还有其他一些方法可以查询和修改字符串。请参考 Java 官方文档 以获取更详尽的信息。

6️⃣ String、StringBuffer和StringBuilder的对比

String类：适用于少量的字符串不变的操作；
StringBuilder类：适用于单线程下在字符串缓冲区进行大量操作；
StringBuffer类：适用于多线程下在字符串缓冲区进行大量操作。

• String类表示不可变的（immutable）字符串，该类是 final修饰的类，不能被继承且表示字符串常量（字符串常量一旦声明则不可改变，而字符串对象可以改变，改变的是其内存地址的指向），对String修改会产生新的对象，效率低。而StringBuilder和StringBuffer均为可变字符串；
• String类使用 + 和 concat() 方法做数据的连接操作，而在StringBuffer类和StringBuilder类中使用 append()方法进行数据连接；
• StringBuilder是非线程安全的，不保证同步所以在性能上较高；StringBuffer是线程安全的，该类方法都使用了 synchronized 修饰，所以符合多线程操作中的安全要求。
  
  

📑 本文源码下载地址

Java的String类讲解案例代码（String类使用：创建对象、比较、连接、截取、查找和替换、拆分…）