String
在Java中,String
是一个引用类型,它本身也是一个class
。但是,Java编译器对String
有特殊处理,即可以直接用"..."
来表示一个字符串:
String s1 = "Hello!";
实际上字符串在String
内部是通过一个char[]
数组表示的,因此,按下面的写法也是可以的:
String s2 = new String(new char[] {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '!'});
因为String
太常用了,所以Java提供了"..."
这种字符串字面量表示方法。
Java字符串的一个重要特点就是字符串不可变。这种不可变性是通过内部的private final char[]
字段,以及没有任何修改char[]
的方法实现的。
我们来看一个例子:
// String public class Main { public static void main(String[] args) { String s = "Hello"; System.out.println(s); s = s.toUpperCase(); System.out.println(s); } }
根据上面代码的输出,试解释字符串内容是否改变。
字符串比较
当我们想要比较两个字符串是否相同时,要特别注意,我们实际上是想比较字符串的内容是否相同。必须使用equals()
方法而不能用==
。
我们看下面的例子:
// String public class Main { public static void main(String[] args) { String s1 = "hello"; String s2 = "hello"; System.out.println(s1 == s2); System.out.println(s1.equals(s2)); } }
从表面上看,两个字符串用==
和equals()
比较都为true
,但实际上那只是Java编译器在编译期,会自动把所有相同的字符串当作一个对象放入常量池,自然s1
和s2
的引用就是相同的。
所以,这种==
比较返回true
纯属巧合。换一种写法,==
比较就会失败:
// String public class Main { public static void main(String[] args) { String s1 = "hello"; String s2 = "HELLO".toLowerCase(); System.out.println(s1 == s2); System.out.println(s1.equals(s2)); } }
结论:两个字符串比较,必须总是使用equals()
方法。
要忽略大小写比较,使用equalsIgnoreCase()
方法。
String
类还提供了多种方法来搜索子串、提取子串。常用的方法有:
// 是否包含子串:"Hello".contains("ll"); // true
注意到contains()
方法的参数是CharSequence
而不是String
,因为CharSequence
是String
的父类。
搜索子串的更多的例子:
"Hello".indexOf("l"); // 2"Hello".lastIndexOf("l"); // 3"Hello".startsWith("He"); // true"Hello".endsWith("lo"); // true
提取子串的例子:
"Hello".substring(2); // "llo""Hello".substring(2, 4); "ll"
注意索引号是从0
开始的。
去除首尾空白字符
使用trim()
方法可以移除字符串首尾空白字符。空白字符包括空格,\t
,\r
,\n
:
" \tHello\r\n ".trim(); // "Hello"
注意:trim()
并没有改变字符串的内容,而是返回了一个新字符串。
另一个strip()
方法也可以移除字符串首尾空白字符。它和trim()
不同的是,类似中文的空格字符\u3000
也会被移除:
"\u3000Hello\u3000".strip(); // "Hello"" Hello ".stripLeading(); // "Hello "" Hello ".stripTrailing(); // " Hello"
String
还提供了isEmpty()
和isBlank()
来判断字符串是否为空和空白字符串:
"".isEmpty(); // true,因为字符串长度为0" ".isEmpty(); // false,因为字符串长度不为0" \n".isBlank(); // true,因为只包含空白字符" Hello ".isBlank(); // false,因为包含非空白字符
替换子串
要在字符串中替换子串,有两种方法。一种是根据字符或字符串替换:
String s = "hello"; s.replace('l', 'w'); // "hewwo",所有字符'l'被替换为'w' s.replace("ll", "~~"); // "he~~o",所有子串"ll"被替换为"~~"
另一种是通过正则表达式替换:
String s = "A,,B;C ,D"; s.replaceAll("[\\,\\;\\s]+", ","); // "A,B,C,D"
上面的代码通过正则表达式,把匹配的子串统一替换为","
。关于正则表达式的用法我们会在后面详细讲解。
分割字符串
要分割字符串,使用split()
方法,并且传入的也是正则表达式:
String s = "A,B,C,D";String[] ss = s.split("\\,"); // {"A", "B", "C", "D"}
拼接字符串
拼接字符串使用静态方法join()
,它用指定的字符串连接字符串数组:
String[] arr = {"A", "B", "C"};String s = String.join("***", arr); // "A***B***C"
类型转换
要把任意基本类型或引用类型转换为字符串,可以使用静态方法valueOf()
。这是一个重载方法,编译器会根据参数自动选择合适的方法:
String.valueOf(123); // "123"String.valueOf(45.67); // "45.67"String.valueOf(true); // "true"String.valueOf(new Object()); // 类似java.lang.Object@636be97c
要把字符串转换为其他类型,就需要根据情况。例如,把字符串转换为int
类型:
int n1 = Integer.parseInt("123"); // 123int n2 = Integer.parseInt("ff", 16); // 按十六进制转换,255
把字符串转换为boolean
类型:
boolean b1 = Boolean.parseBoolean("true"); // trueboolean b2 = Boolean.parseBoolean("FALSE"); // false
要特别注意,Integer
有个getInteger(String)
方法,它不是将字符串转换为int
,而是把该字符串对应的系统变量转换为Integer
:
Integer.getInteger("java.version"); // 版本号,11
转换为char[]
String
和char[]
类型可以互相转换,方法是:
char[] cs = "Hello".toCharArray(); // String -> char[]String s = new String(cs); // char[] -> String
如果修改了char[]
数组,String
并不会改变:
// String <-> char[] public class Main { public static void main(String[] args) { char[] cs = "Hello".toCharArray(); String s = new String(cs); System.out.println(s); cs[0] = 'X'; System.out.println(s); } }
这是因为通过new String(char[])
创建新的String
实例时,它并不会直接引用传入的char[]
数组,而是会复制一份,所以,修改外部的char[]
数组不会影响String
实例内部的char[]
数组,因为这是两个不同的数组。
从String
的不变性设计可以看出,如果传入的对象有可能改变,我们需要复制而不是直接引用。
例如,下面的代码设计了一个Score
类保存一组学生的成绩:
// int[] import java.util.Arrays; public class Main { public static void main(String[] args) { int[] scores = new int[] { 88, 77, 51, 66 }; Score s = new Score(scores); s.printScores(); scores[2] = 99; s.printScores(); } } class Score { private int[] scores; public Score(int[] scores) { this.scores = scores; } public void printScores() { System.out.println(Arrays.toString(scores)); } }
观察两次输出,由于Score
内部直接引用了外部传入的int[]
数组,这会造成外部代码对int[]
数组的修改,影响到Score
类的字段。如果外部代码不可信,这就会造成安全隐患。
请修复Score
的构造方法,使得外部代码对数组的修改不影响Score
实例的int[]
字段。
字符编码
在早期的计算机系统中,为了给字符编码,美国国家标准学会(American National Standard Institute:ANSI)制定了一套英文字母、数字和常用符号的编码,它占用一个字节,编码范围从0
到127
,最高位始终为0
,称为ASCII
编码。例如,字符'A'
的编码是0x41
,字符'1'
的编码是0x31
。
如果要把汉字也纳入计算机编码,很显然一个字节是不够的。GB2312
标准使用两个字节表示一个汉字,其中第一个字节的最高位始终为1
,以便和ASCII
编码区分开。例如,汉字'中'
的GB2312
编码是0xd6d0
。
类似的,日文有Shift_JIS
编码,韩文有EUC-KR
编码,这些编码因为标准不统一,同时使用,就会产生冲突。
为了统一全球所有语言的编码,全球统一码联盟发布了Unicode
编码,它把世界上主要语言都纳入同一个编码,这样,中文、日文、韩文和其他语言就不会冲突。
Unicode
编码需要两个或者更多字节表示,我们可以比较中英文字符在ASCII
、GB2312
和Unicode
的编码:
英文字符'A'
的ASCII
编码和Unicode
编码:
┌────┐ ASCII: │ 41 │ └────┘ ┌────┬────┐ Unicode: │ 00 │ 41 │ └────┴────┘
英文字符的Unicode
编码就是简单地在前面添加一个00
字节。
中文字符'中'
的GB2312
编码和Unicode
编码:
┌────┬────┐ GB2312: │ d6 │ d0 │ └────┴────┘ ┌────┬────┐ Unicode: │ 4e │ 2d │ └────┴────┘
那我们经常使用的UTF-8
又是什么编码呢?因为英文字符的Unicode
编码高字节总是00
,包含大量英文的文本会浪费空间,所以,出现了UTF-8
编码,它是一种变长编码,用来把固定长度的Unicode
编码变成1~4字节的变长编码。通过UTF-8
编码,英文字符'A'
的UTF-8
编码变为0x41
,正好和ASCII
码一致,而中文'中'
的UTF-8
编码为3字节0xe4b8ad
。
UTF-8
编码的另一个好处是容错能力强。如果传输过程中某些字符出错,不会影响后续字符,因为UTF-8
编码依靠高字节位来确定一个字符究竟是几个字节,它经常用来作为传输编码。