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ColorfulC · 更新于 2021-02-25

Java String類

在前面的Java 字符串小節，我們就已經接觸了String類，但并未提及String類相關的操作，現在有了面向對象相關前置知識，我們知道了類下面可以有相關的操作，作為Java語言的內置類，String類也為我們預先定義了很多好用的方法，本小節我們將介紹String類的常用方法，并結合示例輔助理解。

1. String 對象的創建

String對象的創建有兩種方式。

第1 種方式就是我們最常見的創建字符串的方式：

String str1 = "Hello, 慕課網";

第 2 種方式是對象實例化的方式，使用new關鍵字，并將要創建的字符串作為構造參數：

String str2 = new String("Hello, Java");

如果調用 String 類的無參構造方法，則會創建一個空字符串：

String str3 = new String();

此處的str3就是一個空字符串。但注意，這種方式很少使用。

2. 獲取字符串長度

可以使用length()方法來獲取字符串的長度。例如：

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public class StringMethod1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 創建String對象str
        String str = "hello world!";
        // 調用對象下length()方法，并使用int類型變量接收返回結果
        int length = str.length();
        System.out.println("str的長度為：" + length);
    }
}
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運行結果：

str1的長度為：12

注意，hello world!中的空格也算一個字符。

3. 字符串查找

3.1 獲取指定位置字符

可以使用char charAt(int index)方法獲取字符串指定位置的字符。它接收一個整型的index參數，指的是索引位置，那什么是索引位置呢？例如，有一字符串I love Java，其每個字符的索引如下圖所示：

可以從圖示中看出，索引下標從0開始。假如我們要獲取字符J，則為方法傳入參數7即可：

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public class StringMethod2 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "I love Java";
        char c = str.charAt(7);
        System.out.println("索引位置為7的字符為：" + c);
    }
}
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運行結果：

索引位置為7的字符為：J

3.2 查找字符串位置

這里介紹查找字符串位置的兩個方法：

  • indexOf() 獲取字符或子串在字符串中第一次出現的位置。
  • lasIndexOf() 獲取字符或子串在字符串中最后一次出現的位置。

這里的子串指的就是字符串中的連續字符組成的子序列。例如，字符串Hello就是字符串Hello Java的子串。

indexOf()有多個重載方法，這里我們只演示其中最常用的兩個。

  1. 獲取字符在字符串中第一次出現的位置：
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public class StringMethod2 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "I love Java, I love imooc!";
        int i = str.indexOf('a');
        System.out.println("字符a在字符串str第一次出現的位置為：" + i);
    }
}
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運行結果：

字符a在字符串str第一次出現的位置為：8
  1. 獲取子串在字符串中第一次出現的位置：
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public class StringDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "I love Java, I love imooc!";
        int i = str.indexOf("love");
        System.out.println("子串love在字符串str第一次出現的位置為：" + i);
    }
}
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子串love在字符串str第一次出現的位置為：2

關于lastIndexOf()，我們也只演示最常用的兩個重載方法。

  1. 獲取字符在字符串中最后一次出現的位置：
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public class StringMethod2 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "I love Java, I love imooc!";
        int i = str.lastIndexOf('e');
        System.out.println("字符e在字符串str最后一次出現的位置為：" + i);
    }
}
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運行結果：

字符e在字符串str最后一次出現的位置為：18
  1. 獲取子串在字符串中最后一次出現的位置：
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public class StringMethod2 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "I love Java, I love imooc!";
        int i = str.lastIndexOf("I love");
        System.out.println("字串I love在字符串str最后一次出現的位置為：" + i);
    }
}
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運行結果：

字串I love在字符串str最后一次出現的位置為：13

需要特別注意的是，以上方法的參數都是區分大小寫的。這也就意味著，你永遠無法在I love Java中查找到字符E。如果沒有查找，上述方法都會返回一個整型值：-1。我們來看以下示例：

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public class StringMethod2 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "I love Java";
        int i = str.indexOf('E');
        System.out.println(i);
    }
}
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運行結果：

-1

4. 字符串截取

字符串的截取也稱為獲取子串，在實際開發中經常用到，可以使用substring()方法來獲取子串，String類中有兩個重載的實例方法：

  • String substring(int beginIndex) 獲取從beginIndex位置開始到結束的子串。
  • String substring(int beginIndex, int endIndex) 獲取從beginIndex位置開始到endIndex位置的子串（不包含endIndex位置字符）。

關于這兩個方法的使用，我們來看一個實例：

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public class StringMethod3 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "I love Java";
        String substring = str.substring(2);
        String substring1 = str.substring(2, 6);
        System.out.println("從索引位置2到結束的子串為：" + substring);
        System.out.println("從索引位置2到索引位置6的子串為：" + substring1);
    }
}
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運行結果：

從索引位置2到結束的子串為：love Java
從索引位置2到索引位置6的子串為：love

要特別注意，方法簽名上有兩個參數的substring(int beginIndex, int endIndex)方法，截取的子串不包含endIndex位置的字符。

5. 字符串切割

5.1 切割為字串數組

String[] split(String regex)方法可將字符串切割為子串，其參數regex是一個正則表達式分隔符，返回字符串數組。例如，我們使用空格作為分隔符來切割I love Java字符串，結果將返回含有3個元素的字符串數組：

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public class StringMethod4 {
    public static void main(String[] args) {

        String str1 = "I love Java";
        // 將字符串str1以空格分隔，并將分割結果賦值給strArr數組
        String[] strArr = str1.split(" ");
        // 遍歷數組，打印每一個元素
        for (String str: strArr) {
            System.out.print(str + '\t');
        }
        
    }
}
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運行結果：

I	love	Java

注意，有幾種特殊的分隔符：* ^ : | . \，要使用轉義字符轉義。例如：

// 以*切割
String str2 = "I*love*Java";
String[] strArr2 = str2.split("\\*");

// 以\切割
String str3 = "I\\love\\Java";
String[] strArr4 = str3.split("\\\\");

// 以|切割
String str4 = "I|love|Java";
String[] strArr4 = str4.split("\\|");

另外，還有一個重載方法String[] split(String regex, int limit)，其第二個參數limit用以控制正則匹配被應用的次數，因此會影響結果的長度，此處不再一一舉例介紹。

5.2 切割為 byte 數組

在實際工作中，網絡上的數據傳輸就是使用二進制字節數據。因此字符串和字節數組之間的相互轉換也很常用。

我們可以使用getBytes()方法將字符串轉換為byte數組。例如：

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public class StringMethod4 {
    public static void main(String[] args) {
        String str2 = "我喜歡Java";
        System.out.println("將字符串轉換為byte數組：");
        // 將字符串轉換為字節數組
        byte[] ascii = str2.getBytes();
        // 遍歷字節數組，打印每個元素
        for (byte aByte : ascii) {
            System.out.print(aByte + "\t");
        }
    }
}
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運行結果：

將字符串轉換為byte數組：
-26	-120	-111	-27	-106	-100	-26	-84	-94	74	97	118	97

將字節數組轉換為字符串的方法很簡單，直接實例化一個字符串對象，將字節數組作為構造方法的參數即可：

// 此處的ascii為上面通過字符串轉換的字節數組
String s = new String(ascii);

6. 字符串大小寫轉換

字符串的大小寫轉換有兩個方法：

  • toLowerCase() 將字符串轉換為小寫

  • toUpperCase() 將字符串轉換為大寫

我們來看一個實例：

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public class StringMethod5 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "HELLO world";
        String s = str.toLowerCase();
        System.out.println("字符串str為轉換為小寫后為：" + s);
        String s1 = s.toUpperCase();
        System.out.println("字符串s為轉換為大寫后為：" + s1);
    }
}
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運行結果：

字符串str為轉換為小寫后為：hello world
字符串s為轉換為大寫后為：HELLO WORLD

試想，如果想把字符串HELLO world中的大小寫字母互換，該如何實現呢？

這里可以結合字符串切割方法以及字符串連接來實現：

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public class StringMethod5 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "HELLO world";
        // 先切割為數組
        String[] strArr = str.split(" ");
        // 將數組中元素轉換大小寫并連接為一個新的字符串
        String result = strArr[0].toLowerCase() + " " + strArr[1].toUpperCase();
        System.out.println("字符串str的大小寫互換后為：" + result);
    }
}
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運行結果：

字符串str的大小寫互換后為：hello WORLD

當然，實現方式不止一種，你可以結合所學寫出更多的方式。

7. 字符串比較

String類提供了boolean equals(Object object)方法來比較字符串內容是否相同，返回一個布爾類型的結果。

需要特別注意的是，在比較字符串內容是否相同時，必須使用equals()方法而不能使用==運算符。我們來看一個示例：

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public class StringMethod6 {
    public static void main(String[] args) {
        // 用兩種方法創建三個內容相同的字符串
        String str1 = "hello";
        String str2 = "hello";
        String str3 = new String("hello");
        System.out.println("使用equals()方法比較str1和str2的結果為：" + str1.equals(str2));
        System.out.println("使用==運算符比較str1和str2的結果為：" + (str1 == str2));
         System.out.println("使用equals()方法比較str1和str3的結果為：" + str1.equals(str3));
        System.out.println("使用==運算符比較str1和str3的結果為：" + (str1 == str3));
    }
}
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運行結果：

使用equals()方法比較str1和str2的結果為：true
使用==運算符比較str1和str2的結果為：true
使用equals()方法比較str1和str3的結果為：true
使用==運算符比較str1和str3的結果為：false

代碼中三個字符串str1，str2和str3的內容都是hello，因此使用equals()方法對它們進行比較，其結果總是為true。

注意觀察執行結果，其中使用==運算符比較str1和str2的結果為true，但使用==運算符比較的str1和str3的結果為false。這是因為==運算符比較的是兩個變量的地址而不是內容。

要探究其原因，就要理解上述創建字符串的代碼在計算機內存中是如何執行的。下面我們通過圖解的形式來描述這三個變量是如何在內存中創建的。

  1. 當執行String str1 = "hello;"語句時，會在內存的?？臻g中創建一個str1，在常量池中創建一個"hello"，并將str1指向hello。
  1. 當執行String str2 = "hello";語句時，?？臻g中會創建一個str2，由于其內容與str1相同，會指向常量池中的同一個對象。所以str1與str2指向的地址是相同的，這就是==運算符比較str1和str2的結果為true的原因。
  1. 當執行String str3 = new String("hello");語句時，使用了new關鍵字創建字符串對象，由于對象的實例化操作是在內存的堆空間進行的，此時會在棧空間創建一個str3，在堆空間實例化一個內容為hello的字符串對象，并將str3地址指向堆空間中的hello，這就是==運算符比較str1和str3的結果為false的原因。

8. 小結

本小節我們介紹了 Java String類的常用方法：

  • 使用length()方法可以獲取字符串長度；
  • 使用charAt()、indexOf()以及lastIndexOf()方法可以對字符串進行查找；
  • substring()方法可以對字符串的進行截取，split()、getBytes()方法可以將字符串切割為數組；
  • toLowerCase()和toUpperCase()方法分別用于大小寫轉換，使用equals()方法對字符串進行比較，這里要注意，對字符串內容進行比較時，永遠都不要使用==運算符。

這些方法大多有重載方法，實際工作中，要根據合適的場景選用對應的重載方法。

當然，本小節還有很多未介紹到的方法，使用到可以翻閱官網文檔來進行學習。