Java学习笔记（二）：String

String

在Java中String是作为引用对象存在的一种数据类型，用来保存字符串。

实例化和赋值

//直接声明
String s1 = "Hello world!";
//通过构造函数创建, 提供了 11 种不同参数创建的方法
char[] c = { 'h', 'e', 'l', 'l', 'o', '.'};
String s2 = new String(c);

String类是不可改变的，所以你一旦创建了String对象，那它的值就无法改变了。如果需要对字符串做很多修改，那么应该选择使用StringBuffer或StringBuilder类。

我们来看下面的另一种创建方法：

使用这种方式来创建字符串，在堆内存中会创建两个字符串对象，因为当使用""符号是就表示创建了一个新的字符串，而str只指向了第二个对象，导致第一个对象没有引用，处于等待回收的状态，除了加大内存使用外，还增加了GC的负担，所以直接使用""来创建字符串是更好的方式。

连接字符串

String类提供了连接两个字符串的方法：

string1.concat(string2);

返回string2连接string1的新字符串。也可以对字符串常量使用concat()方法，如：

"My name is ".concat("Zara");

更常用的是使用'+'操作符来连接字符串，如：

"Hello," + " world" + "!"

结果如下:

"Hello, world!"

下面是一个例子:

public class StringDemo {
   public static void main(String args[]) {     
   String string1 = "saw I was ";     
   System.out.println("Dot " + string1 + "Tod");  
}
}

以上实例编译运行结果如下：

Dot saw I was Tod

比较字符串

判断字符串内容是否相等，Java和大部分语言不一样，Java中==是比较两个字符串引用的地址是否相同，即是否指向同一个对象，而equals方法则比较字符串的内容是否相同。

String a = "abc";
String b = new String("abc");

a == b返回false，a.equals(b)返回true。这时创建b时不管"abc"是否存在都会new一个新的"abc"，从而a和b指向的字符创对象是不同的，因此返回false。

我们来看下面的情况，容易混淆：

String a = "abc";
String b = "abc";

a == b返回true，a.equals(b)同样返回true，这是为什么呢？

原来程序在运行时有一个字符串池，创建字符串时会先查找池中是否有相应的字符串，如果已经存在的话只需把引用指向它即可，如果没有则新建一个。

上例中创建a时，会在字符串池中首先创建一个"abc"，然后a指向它；创建b时，由于"abc"已经存在，b直接指向它即可。

格式化字符串

String类的format()方法用于创建格式化的字符串以及连接多个字符串对象，

format()方法有两种重载形式：

• format(String format, Object... args) 新字符串使用本地语言环境，制定字符串格式和参数生成格式化的新字符串。
• format(Locale locale, String format, Object... args) 使用指定的语言环境，制定字符串格式和参数生成格式化的字符串。

显示不同转换符实现不同数据类型到字符串的转换，如图所示：

转  换  符	说    明	示    例
%s	字符串类型	"mingrisoft"
%c	字符类型	'm'
%b	布尔类型	true
%d	整数类型（十进制）	99
%x	整数类型（十六进制）	FF
%o	整数类型（八进制）	77
%f	浮点类型	99.99
%a	十六进制浮点类型	FF.35AE
%e	指数类型	9.38e+5
%g	通用浮点类型（f和e类型中较短的）
%h	散列码
%%	百分比类型	％
%n	换行符
%tx	日期与时间类型（x代表不同的日期与时间转换符

测试用例：

public static void main(String[] args) {  
    String str=null;  
    str=String.format("Hi,%s", "王力");  
    System.out.println(str);  
    str=String.format("Hi,%s:%s.%s", "王南","王力","王张");            
    System.out.println(str);                           
    System.out.printf("字母a的大写是：%c %n", 'A');  
    System.out.printf("3>7的结果是：%b %n", 3>7);  
    System.out.printf("100的一半是：%d %n", 100/2);  
    System.out.printf("100的16进制数是：%x %n", 100);  
    System.out.printf("100的8进制数是：%o %n", 100);  
    System.out.printf("50元的书打8.5折扣是：%f 元%n", 50*0.85);  
    System.out.printf("上面价格的16进制数是：%a %n", 50*0.85);  
    System.out.printf("上面价格的指数表示：%e %n", 50*0.85);  
    System.out.printf("上面价格的指数和浮点数结果的长度较短的是：%g %n", 50*0.85);  
    System.out.printf("上面的折扣是%d%% %n", 85);  
    System.out.printf("字母A的散列码是：%h %n", 'A');  
}  

输出结果：

Hi,王力  
Hi,王南:王力.王张  
字母a的大写是：A   
3>7的结果是：false   
100的一半是：50   
100的16进制数是：64   
100的8进制数是：144   
50元的书打8.5折扣是：42.500000 元  
上面价格的16进制数是：0x1.54p5   
上面价格的指数表示：4.250000e+01   
上面价格的指数和浮点数结果的长度较短的是：42.5000   
上面的折扣是85%   
字母A的散列码是：41   

String、StringBuffer和StringBuider

首先，通过阅读Java源码我们可以发现String类是被final标记为不能继承的类，其内部是使用一个char数组来记录整个字符串的值，而String类的大部分改变数据的方法（如substring、concat和replace等），都是直接创建一个新的String对象改变后返回，所以我们说String的数据是不能更改的，实际上Java也没有为String设计更改其内部char数组的方法。

在这里要永远记住一点：“对String对象的任何改变都不影响到原对象，相关的任何change操作都会生成新的对象”。

看个例子

public class Main {
         
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "hello world";
        String str2 = new String("hello world");
        String str3 = "hello world";
        String str4 = new String("hello world");
         
        System.out.println(str1==str2);
        System.out.println(str1==str3);
        System.out.println(str2==str4);
    }
}

输出的结果是：

false
true
false

为什么会出现这样的结果？下面解释一下原因：

对于JVM内存机制，在class文件中有一部分 来存储编译期间生成的 字面常量以及符号引用，这部分叫做class文件常量池，在运行期间对应着方法区的运行时常量池。

因此在上述代码中，String str1 = "hello world";和String str3 = "hello world"; 都在编译期间生成了字面常量和符号引用，运行期间字面常量"hello world"被存储在运行时常量池（当然只保存了一份）。通过这种方式来将String对象跟引用绑定的话，JVM执行引擎会先在运行时常量池查找是否存在相同的字面常量，如果存在，则直接将引用指向已经存在的字面常量；否则在运行时常量池开辟一个空间来存储该字面常量，并将引用指向该字面常量。

总所周知，通过new关键字来生成对象是在堆区进行的，而在堆区进行对象生成的过程是不会去检测该对象是否已经存在的。因此通过new来创建对象，创建出的一定是不同的对象，即使字符串的内容是相同的。

StringBuilder

我们看一下下面的例子：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String string = "";
        for(int i=0;i<10000;i++){
            string += "hello";
        }
    }
}

我们知道，每次对String进行连接操作都是重新生成一个新的String，那么这段代码运行后会创建10001个String对象，而存在引用的仅1个String对象，其他对象会被当做垃圾回收，造成了内存和CPU的浪费。

Java为了解决这种情况，设计了StringBuilder，StringBuilder可以直接修改其内部记录的char数组，在改变字符串时不会生成多余的对象，如下：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        for(int i=0;i<10000;i++){
            stringBuilder.append("hello");
        }
    }
}

得到的结果和上面使用String的方法一致，但避免了内存和CPU资源的浪费。

StringBuffer

实际上StringBuffer提供的功能和StringBuilder是一样的，唯一的不同就是StringBuilder是线程不安全的，只能在单线程中使用，而StringBuffer是线程安全的，可以在多线程中使用。