java StringBuilder setCharAt()修改指定索引位置的字符

方法定义

public void setCharAt(int index, char ch)

核心功能

字符级修改
直接修改指定索引位置的字符（char类型）
原地操作
直接修改当前StringBuilder对象，不创建新对象
高效修改
时间复杂度 O(1)，远优于字符串替换操作

参数说明

参数	类型	必需	说明
`index`	int	是	要替换的字符位置（0-based）
`ch`	char	是	要设置的新字符

操作步骤详解

1. 基础使用

StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello");
sb.setCharAt(1, 'a');  // 替换索引1的字符
System.out.println(sb); // 输出 "Hallo"

2. 链式调用（需注意返回值）

// setCharAt()返回void，不能链式调用！
sb.append(" World").setCharAt(6, '!');  // 编译错误！

// 正确方式：
sb.append(" World");
sb.setCharAt(6, '!');  // "Hello!"（索引6是空格位置）

3. 批量修改字符

StringBuilder password = new StringBuilder("secret");
for (int i = 0; i < password.length(); i++) {
    password.setCharAt(i, '*');  // 替换为星号
}
System.out.println(password);  // 输出 "******"

使用技巧

高效替换单个字符
比replace()方法更高效（避免字符串匹配开销）
```
// 优于：sb.replace(index, index+1, String.valueOf(ch))
sb.setCharAt(3, 'X');
```

快速格式化

StringBuilder date = new StringBuilder("2023-01-01");
date.setCharAt(4, '/'); // "2023/01-01"
date.setCharAt(7, '/'); // "2023/01/01"

数据掩码处理

StringBuilder creditCard = new StringBuilder("1234-5678-9012-3456");
for (int i = 0; i < creditCard.length()-4; i++) {
    if (creditCard.charAt(i) != '-') {
        creditCard.setCharAt(i, 'X');
    }
}
// 输出 "XXXX-XXXX-XXXX-3456"

常见错误

索引越界

StringBuilder sb = new StringBuilder("Java");
sb.setCharAt(4, '!'); // StringIndexOutOfBoundsException
// 有效索引：0-3

负数索引

sb.setCharAt(-1, 'X'); // StringIndexOutOfBoundsException

误用于空StringBuilder

StringBuilder empty = new StringBuilder();
empty.setCharAt(0, 'a'); // 抛出异常（length=0）

关键注意事项

索引有效性
必须满足：0 <= index < length()
不可变类型
String类没有此方法（字符串不可变）

字符 vs 字符串
只能修改单个字符，不能替换子字符串

// 错误尝试（需要替换多个字符）
sb.setCharAt(5, "123"); // 编译错误

性能优化

优先于字符串替换
比replace()快10倍以上（JMH基准测试）

// 避免使用（低效）：
sb.replace(index, index+1, newString);

// 使用（高效）：
if (newString.length() == 1) {
    sb.setCharAt(index, newString.charAt(0));
}

批量操作优化

// 优于多次charAt()+setCharAt()
char[] chars = sb.toString().toCharArray();
// 修改chars数组
sb = new StringBuilder(new String(chars));

最佳实践

场景	推荐方案
修改单个已知位置的字符	`setCharAt()`
需要修改字符串中多个字符	转换为char[]操作后重建StringBuilder
仅需读取字符	`charAt()`
需要替换子字符串	`replace()`
线程安全环境	`StringBuffer.setCharAt()`

替代方案对比

// 方案1：setCharAt (最优)
sb.setCharAt(2, 'X');

// 方案2：使用replace (次优)
sb.replace(2, 3, "X");

// 方案3：转换为char数组 (批量修改优)
char[] arr = sb.toString().toCharArray();
arr[2] = 'X';
sb = new StringBuilder(new String(arr));

// 方案4：substring拼接 (最差)
sb = new StringBuilder(
    sb.substring(0, 2) + 'X' + sb.substring(3)
);

性能排序：setCharAt > char[]转换 > replace() > substring拼接

终极总结

核心价值
- 提供O(1)时间复杂度的字符级修改
- 避免创建中间字符串对象
- 内存效率极高（零内存分配）

使用原则

graph TD
A[需要修改字符串?] --> B{修改类型}
B -->|单个字符| C[setCharAt]
B -->|子字符串| D{长度}
D -->|长度=1| C
D -->|长度>1| E[replace或char[]转换]

黄金法则
- ✅ 修改单个字符必用setCharAt()
- ✅ 操作前检查索引有效性
- ✅ 批量修改优先考虑char[]转换
- ❌ 避免在循环中误用replace()
- ❌ 多线程环境改用StringBuffer

异常处理

try {
    sb.setCharAt(index, newChar);
} catch (StringIndexOutOfBoundsException e) {
    // 处理无效索引
    System.err.println("无效索引: " + index + 
                      "，有效范围: 0-" + (sb.length()-1));
}

掌握setCharAt()方法，可在字符级操作中实现极致性能，特别适用于高频修改、数据掩码、文本格式化等场景！