Java中关于String StringBuffer StringBuilder特性深度解析

1.String

String类:字符串是常量,使用一对""引起来表示。他们的值在创建之后不能修改。

1.String声明为final的,不可被继承

2.String实现了Serializable接口,表示字符串时支持序列化的。

实现了Comparable接口:表示String可以比较大小

3.String内部定义了final char[] value用于存储字符串数据

4.String:代表不可变的字符序列。简称:不可变性

体现1.当对字符串重新赋值时,需要重写指定内存区域赋值,不能使用原有的value进行赋值

2.当对现有的字符串进行连接( + )操作时,也需要重写指定内存区域赋值,不能使用原有的 value进行赋值

3.当调用String的replace()方法修改指定字符或字符串时,也需要重新指定内存区域赋值,不能使用原有的value进行赋值

5.通过字面量的方式(区别于new)给一个字符串赋值,此时的字符串值声明在字符串常量池中。

6.字符串常量池是不会存储相同内容的字符串的。

public void test1(){
        //体现1
        String s1 = "abc";//字面量的定义方式
        String s2 = "abc";
        s1 = "hello";
        System.out.println(s1 == s2);//比较s1和s2的地址值
        System.out.println(s1);//hello
        System.out.println(s2);//abc
        System.out.println("********************************");
        //体现2
        String s3 = "abc";
        s3 += "def";
        System.out.println(s3);//abcdef
        System.out.println(s2);//abc
        System.out.println("***********************************");
        //体现3
        String s4 = "abc";
        String s5 = s4.replace('a','m');
        System.out.println(s4);//abc
        System.out.println(s5);//mbc
    }

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String的实例化方式:

方式一:通过字面量定义的方式

方式二:通过new + 构造器的方式

面试题:String s = new String("abc")的方式创建对象,在内存中创建了几个对象?

两个:一个是堆空间中new结构,另一个是char[]对应的常量池中的数据:"abc"

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public void Test2(){
        //通过字面量定义的方式:此时的s1和s2的数据javaEE声明在方法区中的字符串常量池中。
        String s1 = "javaEE";
        String s2 = "javaEE";
        //通过new + 构造器的方式:此时的s3和s4保存的地址值,是数据在堆空间中开辟空间以后对应的地址值
        String s3 = new String("javaEE");
        String s4 = new String("javaEE");
        System.out.println(s1 == s2);//true
        System.out.println(s1 == s3);//false
        System.out.println(s1 == s4);//false
        System.out.println(s3 == s4);//false
        System.out.println("******************************************");
        Person p1 = new Person("Tom",12);
        Person p2 = new Person("Tom",12);
        System.out.println(p1.name.equals(p2.name));//true
        System.out.println(p1.name == p2.name);//true//通过字面量的方式赋值,所以是true!!!!!!!!!!!!
    }

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public void Test3(){
        String s1 = "javaEE";
        String s2 = "hadoop";
        String s3 = "javaEEhadoop";
        String s4 = "javaEE" + "hadoop";
        String s5 = s1 + "hadoop";
        String s6 = "javaEE" + s2;
        String s7 = s1 + s2;
        System.out.println(s3 == s4);//true
        System.out.println(s3 == s5);//false//字面值方式的储存在常量池,有变量的在堆里
        System.out.println(s3 == s6);//false
        System.out.println(s3 == s7);//false
        System.out.println(s5 == s6);//false
        System.out.println(s5 == s7);//false
        System.out.println(s6 == s7);//false
        String s8 = s5.intern();//返回值得到的s8使用的常量池已经存在的"javaEEhadoop"
        System.out.println(s3 == s8);//true
    }
 @Test
    public void test4(){
        String s1 = "javaEEhadoop";
        String s2 = "javaEE";
        String s3 = s2 + "hadoop";
        System.out.println(s1 == s3);//false
        final String s4 = "javaEE";//s4:常量
        String s5 = s4 + "hadoop";
        System.out.println(s1 == s5);//true
    }

结论:

1.常量与常量的拼接结果在常量池。且常量池中不会存在相同内容的常量。

2.只要其中有一个是变量,结果就在堆中。

3.如果拼接的结果调用intern()方法,返回值就在常量池中

一道有深度的面试题

public class StringTest {
    String str = new String("good");
    char[] ch = {'t','e','s','t'};
    public void change(String str,char ch[]){
        str = "test ok";
        ch[0] = 'b';
    }
    public static void main(String[] args) {
        StringTest ex = new StringTest();
        ex.change(ex.str,ex.ch);
        System.out.println(ex.str);//good
        System.out.println(ex.ch);//best
    }
}

解析:

1.涉及的知识:

关于变量的赋值:如果变量是基本数据类型,此时赋值的是变量所保存的数据值。

如果变量是引用数据类型,此时赋值的是变量所保存的数据的地址值。

Java中的方法的值传递机制:所谓的值传递,就是将实参值的副本传入方法里,而参数本身不受影响。

2.面试题的解析:因为传值过程中,传给形参的是地址值,而通过String试图修改实参是行不通的,因为String有不可变性。而数组的内容是可以修改的,通过形参修改堆空间中的数组中的内容,实参也会改变,因为形参和实参指向对空间中的同一个内容

String的常用方法及其测试

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public void test1(){
        String s1 = "HelloWorld";
        System.out.println(s1.length());//10
        System.out.println(s1.charAt(0));//H
        System.out.println(s1.isEmpty());//false
        String s2 = s1.toLowerCase();
        System.out.println(s1);//HelloWorld//s1是不可变的,仍然为原来的字符串
        System.out.println(s2);//helloworld//改成小写以后的字符串
        String s3 = "  he  llo  world  ";
        String s4 = s3.trim();
        System.out.println("-----" + s3 + "-----");//-----  he  llo  world  -----
        System.out.println("-----" + s4 + "-----");// -----he  llo  world-----
}
public void test2(){
        String s1 = "HelloWorld";
        String s2 = "helloworld";
        System.out.println(s1.equals(s2));//false
        System.out.println(s1.equalsIgnoreCase(s2));//true
        String s3 = "abc";
        String s4 = s3.concat("def");
        System.out.println(s4);//abcdef
        String s5 = "abc";
        String s6 = new String("abe");
        System.out.println(s5.compareTo(s6));//-2
        String s7 = "开关电源适配器";
        String s8 = s7.substring(2);
        System.out.println(s7);//开关电源适配器
        System.out.println(s8);//电源适配器
        String s9 = s7.substring(2,5);
        System.out.println(s9);//电源适
 }

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public void test3(){
        String str1 = "helloworld";
        boolean b1 = str1.endsWith("rld");
        System.out.println(b1);//true
        boolean b2 = str1.endsWith("He");
        System.out.println(b2);//false
        boolean b3 = str1.startsWith("ll",2);
        System.out.println(b3);//true
        String str2 = "wor";
        System.out.println(str1.contains(str2));//true
        System.out.println(str1.indexOf("lol"));//-1
        System.out.println(str1.indexOf("lo",5));//-1
        String str3 = "hellorworld";
        System.out.println(str3.lastIndexOf("or"));//7
        System.out.println(str3.lastIndexOf("or",6));//4
    }

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此方法测试详见另一篇博客:自动装箱与自动拆箱

与正则表达式有关的方法的测试

public void test4(){
        String str1 = "北京尚硅谷教育北京";
        String str2 = str1.replace('北','东');
        System.out.println(str1);//北京尚硅谷教育北京
        System.out.println(str2);//  东京尚硅谷教育东京
        String str3 = str1.replace("北京","上海");
        System.out.println(str3);//上海尚硅谷教育上海
        String str = "12hello34world5java7891mysql456";
        //把字符串中的数字替换成,,如果结果中开头和结尾有,的话去掉
        String string = str.replaceAll("\\d+",",").replaceAll("^,|,$","");
        System.out.println(string);//hello,world,java,mysql
        str = "12345";
        //判断str字符串中是否全部由数字组成,既由1-n个数字组成
        boolean matches = str.matches("\\d+");
        System.out.println(matches);//true
        String tel = "0571-4534289";
        //判断这是否是一个杭州的固定电话
        boolean result = tel.matches("0571-\\d{7,8}");
        System.out.println(result);//true
        str = "hello|world|java";
        String[] strs = str.split("\\|");
        for(int i = 0;i < strs.length;i++){
            System.out.print(strs[i]);//hello world java
        }
    }

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/*
    String 与 char[]之间的转换
    String --> char[]:调用String的toCharArray()
    char[] --> String:调用String的构造器
    */
    @Test
    public void test2(){
        String str1 = "abc123";
        char[] charArray = str1.toCharArray();
        for(int i = 0;i < charArray.length;i++){
            System.out.println(charArray[i]);
        }
        char[] arr = new char[]{'h','e','l','l','o'};
        String str2 = new String(arr);
        System.out.println(str2);
    }

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/*
    String 与 byte[]之间的转换
    编码:String --> byte[]:调用String的getBytes()
    解码: byte[] --> String:调用String的构造器
    编码:字符串 --> 字节(看得懂 --> 看不懂的二进制数据)
    解码:编码的逆过程,字节 --> 字符串 (看不懂的二进制数据 --> 看的懂)
    说明:解码时,要求解码使用的字符集必须与编码时使用的编码集一致,否则会出现乱码。
     */
    @Test
    public void test3() throws UnsupportedEncodingException {
        String str1 = "abc123中国";
        byte[] bytes = str1.getBytes();//使用默认的字符集,进行转换
        System.out.println(Arrays.toString(bytes));//[97, 98, 99, 49, 50, 51, -28, -72, -83, -27, -101, -67]
        byte[] gbks = str1.getBytes("gbk");//使用了gbk字符集进行编码
        System.out.println(Arrays.toString(gbks));//[97, 98, 99, 49, 50, 51, -42, -48, -71, -6]
        String str2 = new String(bytes);//使用默认的字符集,进行解码
        System.out.println(str2);//abc123中国
        String str3 = new String(gbks);//abc123�й�//乱码
        System.out.println(str3);//出现乱码,原因:编码集和解码集不一致!
        String str4 = new String(gbks,"gbk");
        System.out.println(str4);//abc123中国
    }

String、StringBuffer、StringBuilder三者的异同?

String:不可变的字符序列:底层使用char[]存储

StringBuffer:可变的字符序列线程安全的,效率低;底层使用char[]存储

StringBuilder:可变的字符序列:JDK5.0新增的,线程不安全的,效率高;底层使用char[]存储

源码分析:
String str = new String();//char[] value = new char[0];
String str1 = new String("abc");//char[] value = new char[]{'a','b','c'};
StringBuffer sb1 = new StringBuffer();//char[] value = new char[16];底层创建了一个长度是16的数组。
sb1.append('a');//value[0] = 'a';
sb1.append('b');//value[1] = 'b';
StringBuffer sb2 = new StringBuffer("abc");//char[] value = new char["abc".length() + 16];

​​​​问题1. System.out.println(sb2.length());//3

问题2. 扩容问题:如果要添加的数据底层数组盛不下了,那就需要扩容底层的数组。

默认情况下,扩容为原来容量的2倍 + 2,同时将原有的数组中的元素复制到新的数组中

指导意义:开发中建议大家使用:StringBuffer(int capacity)或StringBuilder(int capacity),

传入预知的参数长度,可以避免扩容,如果没涉及到多线程,或者涉及到多线程,但String不是共享数据的时候,建议使用StringBuffer,因为效率高

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public void test1(){
        StringBuffer sb1 = new StringBuffer("abc");
        sb1.setCharAt(0,'m');
        System.out.println(sb1);//mbc
    }
对比String、StringBuffer、StringBuilder三者的效率:

从高到低排列:StringBuilder > StringBuffer > String

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