Java 字符与字符串

文本处理是编程中的一项常见任务。Java 提供了 char 基本类型来表示单个字符，以及一个功能非常强大的 String 类来处理字符序列。

char 类型

char 类型用于存储单个 16 位的 Unicode 字符。它的值必须用单引号 (') 括起来。

char myInitial = 'C';
char copyrightSymbol = '©';
char chineseChar = '好';

// 也可以使用 Unicode 值来表示字符
char unicodeChar = '\u0041'; // 代表 'A'

System.out.println("我的首字母: " + myInitial);
System.out.println("Unicode 字符: " + unicodeChar);

String 类

String 是一个引用类型，用于表示一系列字符。它是 Java 中最常用、最重要的类之一。

创建字符串

创建字符串最简单的方式是使用双引号 (")。

// 直接使用字面量创建
String greeting = "Hello, World!";

// 使用 new 关键字创建 String 对象
String name = new String("Java");

字符串的不可变性 (Immutability)

这是 String 类最重要的特性：一旦一个 String 对象被创建，它的值就不能被改变。

当您对一个字符串进行“修改”（如拼接、替换）时，Java 实际上是创建了一个新的 String 对象，而不是在原地修改原始对象。

String s = "Hello";
s = s.concat(", Java!"); // concat 方法返回一个新的字符串对象

System.out.println(s); // 输出 "Hello, Java!"
// 原始的 "Hello" 字符串对象仍然存在于内存中，只是 s 变量不再引用它

这种设计使得字符串在多线程环境中是线程安全的，并且可以被安全地用作哈希表的键。

常用 String 方法

String 类提供了大量用于操作字符串的有用方法。以下是一些最常见的：

• length(): 返回字符串的长度（字符数）。

  String str = "Java";
  System.out.println(str.length()); // 4

• charAt(int index): 返回指定索引位置的 char 字符。索引从 0 开始。

  String str = "Java";
  System.out.println(str.charAt(0)); // 'J'

• concat(String str): 将指定字符串连接到此字符串的末尾。等同于 + 操作符。

  String s1 = "Hello, ";
  String s2 = "World";
  System.out.println(s1.concat(s2)); // "Hello, World"

• equals(Object anObject): 比较两个字符串的内容是否完全相同（区分大小写）。

• equalsIgnoreCase(String anotherString): 比较两个字符串的内容是否相同（不区分大小写）。

  String s1 = "java";
  String s2 = "Java";
  System.out.println(s1.equals(s2)); // false
  System.out.println(s1.equalsIgnoreCase(s2)); // true

• substring(int beginIndex, int endIndex): 返回一个新的字符串，它是此字符串的一个子字符串。包含 beginIndex，不包含 endIndex。

  String str = "HelloWorld";
  System.out.println(str.substring(0, 5)); // "Hello"

• indexOf(String str): 返回指定子字符串在此字符串中第一次出现的索引。如果未找到，则返回 -1。

  String str = "Hello World";
  System.out.println(str.indexOf("World")); // 6

• toUpperCase() / toLowerCase(): 返回一个新的字符串，其中所有字符都转换为大写或小写。

• trim(): 返回一个新的字符串，移除了原始字符串两端的空白字符。

• replace(char oldChar, char newChar): 返回一个新的字符串，其中所有的 oldChar 都被 newChar 替换。

• split(String regex): 根据给定的正则表达式拆分此字符串，返回一个字符串数组。

  String data = "apple,banana,orange";
  String[] fruits = data.split(",");
  for (String fruit : fruits) {
      System.out.println(fruit);
  }

• startsWith(String prefix) / endsWith(String suffix): 测试此字符串是否以指定的前缀开始或后缀结束。

• isEmpty(): 判断字符串长度是否为 0。从 Java 6 开始提供。

• isBlank(): 判断字符串是否为空白（长度为 0 或只包含空白字符）。从 Java 11 开始提供。

StringBuilder 和 StringBuffer

由于 String 是不可变的，当需要频繁地修改字符串内容时（例如，在循环中拼接大量字符串），使用 String 会产生大量不必要的中间对象，效率低下。

为了解决这个问题，Java 提供了两个可变的字符串类：

• StringBuilder: 非线程安全，但效率更高。是单线程环境下进行字符串修改的首选。
• StringBuffer: 线程安全，但效率稍低。适用于多线程环境。

它们提供了 append(), insert(), delete(), replace() 等方法来直接修改字符串内容，而不会每次都创建新对象。

// 高效的字符串拼接
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("Hello");
sb.append(", ");
sb.append("World!");

String result = sb.toString(); // 最后再转换为 String 对象
System.out.println(result);