深入剖析Java之String字符串

介绍

在Java中，String是最常用的数据类型之一，它表示了一个由字符组成的不可变字符串。在实际编程过程中，我们经常需要进行字符串的操作，比如拼接、截取、替换等操作。本文将从基本数据结构说起，深入剖析Java String字符串的特点、常用方法以及相关注意事项。

基本数据结构

在Java中String本质上是一个字符序列（char[]）,例如下面的代码:

String str = "hello world";
char[] charArray = str.toCharArray();
System.out.println(Arrays.toString(charArray)); 

以上代码将输出：

[h,e,l,l,o, ,w,o,r,l,d]

这里我们可以看到String底层是一个字符数组。

String字符串的不可变性

Java中的String字符串是不可变的，这是指当字符串被创建后，它的值无法被改变，比如：

String str = "hello";
str = str + " world!";
System.out.println(str); 

虽然我们在第二行代码中对str进行了拼接，但实际上str的值并没有被改变，而是创建了一个新的字符串。因此，针对String字符串的操作通常会产生大量的临时字符串，如果在性能敏感的场景中使用，会对性能造成影响。

String字符串的常用方法

下面是几个常见的String字符串的方法:

Substring()方法

该方法返回一个新的字符串，该字符串是从指定的开始索引（inclusive）处开始，并一直截取到字符串的结束（exclusive）处。

String str = "hello world";
String subStr = str.substring(6);
System.out.println(subStr);

以上代码将输出：

world

Replace()方法

该方法返回一个新的字符串，这个字符串是用替换字符串替换所有出现的目标字符串。

String str = "hello world";
String replaced = str.replace("world", "China");
System.out.println(replaced);

以上代码将输出：

hello China

Split()方法

该方法按照给定的正则表达式将字符串分割为多个字符串数组。

String str = "apple,banana,orange";
String[] fruits = str.split(",");
System.out.println(Arrays.toString(fruits));

以上代码将输出：

[apple, banana, orange]

示例说明

示例1

现在有这么一个需求，需要对一个包含多个单词的字符串进行倒序输出，比如将 "hello my name is Jack" 转换为 "Jack is name my hello"。

通过split()方法和StringBuilder的append()方法，我们可以很容易地实现这个需求:

String str = "hello my name is Jack";
String[] words = str.split(" ");
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = words.length - 1; i >= 0; i--) {
    sb.append(words[i]).append(" ");
}
String reversed = sb.toString().trim();
System.out.println(reversed);

以上代码将输出：

Jack is name my hello

示例2

现在有这么一个需求，需要判断一个字符串是否是回文字符串，即正着读和倒着读都相同。比如 "racecar" 和 "level" 就是回文字符串。

通过reverse()方法和equals()方法，我们可以实现这个需求：

String str1 = "racecar";
String str2 = "level";
String reversed1 = new StringBuilder(str1).reverse().toString();
String reversed2 = new StringBuilder(str2).reverse().toString();
if (str1.equals(reversed1)) {
    System.out.println(str1 + " is a palindrome");
}
if (str2.equals(reversed2)) {
    System.out.println(str2 + " is a palindrome");
}

以上代码将输出：

racecar is a palindrome
level is a palindrome

结论

到此为止，我们对Java中的String字符串有了一个比较全面的了解，包括其基本数据结构，不可变性，常用方法以及示例说明。在实际编程过程中，需要注意字符串的不可变性以及相关操作可能产生的临时对象，避免对性能造成影响。