Java String类

一、核心概念

1. String的本质

• 不可变性（Immutable）：String对象一旦创建，其内容不可更改。所有看似“修改”的操作（如拼接、替换）都会生成新的String对象。
• 存储结构：
  • JDK 8及以前：private final char[] value。
  • JDK 9及以后：private final byte[] value + private final byte coder（编码标记，节省空间）。
• 字符串常量池：JVM为字符串常量池分配独立内存区域，用于存储字面量创建的String对象（如String s = "hello"），避免重复创建相同字符串。

2. 创建方式

二、操作步骤

1. 创建字符串

// 字面量创建（推荐）
String str1 = "Hello";

// 构造方法创建
char[] chars = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};
String str2 = new String(chars); // 输出 "Hello"

// 从字节数组创建（需指定编码）
byte[] bytes = {72, 101, 108, 108, 111};
String str3 = new String(bytes, StandardCharsets.UTF_8); // 输出 "Hello"

2. 字符串连接

• 使用+操作符（自动调用StringBuilder）：

  String result = "Hello, " + "World!"; // 输出 "Hello, World!"
  

• 使用concat方法：

  String result = "Hello".concat(" World!"); // 输出 "Hello World!"
  

3. 字符串比较

• 比较内容（推荐）：

  String s1 = "Hello";
  String s2 = new String("Hello");
  boolean isEqual = s1.equals(s2); // true
  

• 比较地址（不推荐）：

  String s1 = "Hello";
  String s2 = new String("Hello");
  boolean isSame = (s1 == s2); // false（不同对象）
  

4. 获取长度与字符

String str = "Hello";
int length = str.length(); // 5
char firstChar = str.charAt(0); // 'H'

5. 查找与替换

• 查找子串位置：

  int index = "Hello World".indexOf("World"); // 6
  

• 替换子串：

  String newStr = "Hello World".replace("World", "Java"); // "Hello Java"
  

6. 截取与拆分

• 截取子串：

  String sub = "Hello World".substring(6); // "World"
  

• 按正则拆分：

  String[] parts = "apple,banana,orange".split(","); // ["apple", "banana", "orange"]
  

7. 格式化字符串

String formatted = String.format("Number: %d, Text: %s", 123, "Java"); 
// 输出 "Number: 123, Text: Java"

三、常见错误与注意事项

1. 常见错误

• 错误1：使用==比较内容

  String s1 = "Hello";
  String s2 = new String("Hello");
  if (s1 == s2) { ... } // 错误！应使用equals()
  

• 错误2：频繁修改字符串导致性能问题

  String result = "";
  for (int i = 0; i < 1000; i++) {
      result += i; // 每次循环生成新对象，性能差
  }
  

2. 注意事项

• 字符串常量池特性：
  • String s = "hello"; 会检查常量池是否存在相同值，存在则复用。
  • new String("hello"); 始终在堆中创建新对象。
• 不可变性影响：

  String s = "Hello";
  s.concat(" World"); // 原s仍为"Hello"，新对象为"Hello World"
  

四、使用技巧

1. 快速判断字符串

• 空值检查：

  if (str == null || str.isEmpty()) { ... }
  

• 前后缀匹配：

  if (str.startsWith("http://")) { ... }
  if (str.endsWith(".txt")) { ... }
  

2. 大小写转换

String upper = "hello".toUpperCase(); // "HELLO"
String lower = "HELLO".toLowerCase(); // "hello"

3. 去除空格与修剪

String trimmed = "  Java  ".trim(); // "Java"

五、最佳实践与性能优化

1. 频繁修改用StringBuilder

StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    sb.append(i);
}
String result = sb.toString(); // 单次生成最终字符串

2. 避免重复创建对象

// 不推荐
String s1 = "Hello" + " " + "World";
String s2 = "Hello " + "World";

// 推荐（合并常量）
String s = "Hello World";

3. 缓存哈希值（适用于自定义类）

• 若将String作为HashMap的Key，其hashCode会被缓存，提升性能。

4. 使用String.valueOf()转换类型

int num = 123;
String str = String.valueOf(num); // "123"

六、性能对比

七、总结

• 优先使用字面量创建字符串，利用常量池优化。
• 避免使用==比较内容，改用equals()。
• 频繁修改字符串时使用StringBuilder，减少对象创建。
• 理解不可变性，避免误以为直接修改原字符串。