Java String类

在前面的Java 字符串小节，我们就已经接触了String类，但并未提及String类相关的操作，现在有了面向对象相关前置知识，我们知道了类下面可以有相关的操作，作为Java语言的内置类，String类也为我们预先定义了很多好用的方法，本小节我们将介绍String类的常用方法，并结合示例辅助理解。

1. String 对象的创建

String对象的创建有两种方式。

第1 种方式就是我们最常见的创建字符串的方式：

String str1 = "Hello, 慕课网";

第 2 种方式是对象实例化的方式，使用new关键字，并将要创建的字符串作为构造参数：

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

如果调用 String 类的无参构造方法，则会创建一个空字符串：

String str3 = new String();

此处的str3就是一个空字符串。但注意，这种方式很少使用。

2. 获取字符串长度

可以使用length()方法来获取字符串的长度。例如：

实例演示

预览复制

public class StringMethod1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建String对象str
        String str = "hello world!";
        // 调用对象下length()方法，并使用int类型变量接收返回结果
        int length = str.length();
        System.out.println("str的长度为：" + length);
    }
}

public class StringMethod1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建String对象str
        String str = "hello world!";
        // 调用对象下length()方法，并使用int类型变量接收返回结果
        int length = str.length();
        System.out.println("str的长度为：" + length);
    }
}

运行案例点击 "运行案例" 可查看在线运行效果

运行结果：

str1的长度为：12

注意，hello world!中的空格也算一个字符。

3. 字符串查找

3.1 获取指定位置字符

可以使用char charAt(int index)方法获取字符串指定位置的字符。它接收一个整型的index参数，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，其每个字符的索引如下图所示：

可以从图示中看出，索引下标从0开始。假如我们要获取字符J，则为方法传入参数7即可：

实例演示

预览复制

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

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

运行案例点击 "运行案例" 可查看在线运行效果

运行结果：

索引位置为7的字符为：J

3.2 查找字符串位置

这里介绍查找字符串位置的两个方法：

indexOf() 获取字符或子串在字符串中第一次出现的位置。
lasIndexOf() 获取字符或子串在字符串中最后一次出现的位置。

这里的子串指的就是字符串中的连续字符组成的子序列。例如，字符串Hello就是字符串Hello Java的子串。

indexOf()有多个重载方法，这里我们只演示其中最常用的两个。

获取字符在字符串中第一次出现的位置：

实例演示

预览复制

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第一次出现的位置为：" + i);
    }
}

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第一次出现的位置为：" + i);
    }
}

运行案例点击 "运行案例" 可查看在线运行效果

运行结果：

字符a在字符串str第一次出现的位置为：8

获取子串在字符串中第一次出现的位置：

实例演示

预览复制

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第一次出现的位置为：" + i);
    }
}

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第一次出现的位置为：" + i);
    }
}

运行案例点击 "运行案例" 可查看在线运行效果

运行结果：

子串love在字符串str第一次出现的位置为：2

关于lastIndexOf()，我们也只演示最常用的两个重载方法。

获取字符在字符串中最后一次出现的位置：

实例演示

预览复制

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最后一次出现的位置为：" + i);
    }
}

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最后一次出现的位置为：" + i);
    }
}

运行案例点击 "运行案例" 可查看在线运行效果

运行结果：

字符e在字符串str最后一次出现的位置为：18

获取子串在字符串中最后一次出现的位置：

实例演示

预览复制

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最后一次出现的位置为：" + i);
    }
}

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最后一次出现的位置为：" + i);
    }
}

运行案例点击 "运行案例" 可查看在线运行效果

运行结果：

字串I love在字符串str最后一次出现的位置为：13

需要特别注意的是，以上方法的参数都是区分大小写的。这也就意味着，你永远无法在I love Java中查找到字符E。如果没有查找，上述方法都会返回一个整型值：-1。我们来看以下示例：

实例演示

预览复制

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

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

运行案例点击 "运行案例" 可查看在线运行效果

运行结果：

-1

4. 字符串截取

字符串的截取也称为获取子串，在实际开发中经常用到，可以使用substring()方法来获取子串，String类中有两个重载的实例方法：

String substring(int beginIndex) 获取从beginIndex位置开始到结束的子串。
String substring(int beginIndex, int endIndex) 获取从beginIndex位置开始到endIndex位置的子串（不包含endIndex位置字符）。

关于这两个方法的使用，我们来看一个实例：

实例演示

预览复制

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("从索引位置2到结束的子串为：" + substring);
        System.out.println("从索引位置2到索引位置6的子串为：" + substring1);
    }
}

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("从索引位置2到结束的子串为：" + substring);
        System.out.println("从索引位置2到索引位置6的子串为：" + substring1);
    }
}

运行案例点击 "运行案例" 可查看在线运行效果

运行结果：

从索引位置2到结束的子串为：love Java
从索引位置2到索引位置6的子串为：love

要特别注意，方法签名上有两个参数的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 切割为字串数组

String[] split(String regex)方法可将字符串切割为子串，其参数regex是一个正则表达式分隔符，返回字符串数组。例如，我们使用空格作为分隔符来切割I love Java字符串，结果将返回含有3个元素的字符串数组：

实例演示

预览复制

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

        String str1 = "I love Java";
        // 将字符串str1以空格分隔，并将分割结果赋值给strArr数组
        String[] strArr = str1.split(" ");
        // 遍历数组，打印每一个元素
        for (String str: strArr) {
            System.out.print(str + '\t');
        }
        
    }
}

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

        String str1 = "I love Java";
        // 将字符串str1以空格分隔，并将分割结果赋值给strArr数组
        String[] strArr = str1.split(" ");
        // 遍历数组，打印每一个元素
        for (String str: strArr) {
            System.out.print(str + '\t');
        }
        
    }
}

运行案例点击 "运行案例" 可查看在线运行效果

运行结果：

I	love	Java

注意，有几种特殊的分隔符：* ^ : | . \，要使用转义字符转义。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，还有一个重载方法String[] split(String regex, int limit)，其第二个参数limit用以控制正则匹配被应用的次数，因此会影响结果的长度，此处不再一一举例介绍。

5.2 切割为 byte 数组

在实际工作中，网络上的数据传输就是使用二进制字节数据。因此字符串和字节数组之间的相互转换也很常用。

我们可以使用getBytes()方法将字符串转换为byte数组。例如：

实例演示

预览复制

public class StringMethod4 {
    public static void main(String[] args) {
        String str2 = "我喜欢Java";
        System.out.println("将字符串转换为byte数组：");
        // 将字符串转换为字节数组
        byte[] ascii = str2.getBytes();
        // 遍历字节数组，打印每个元素
        for (byte aByte : ascii) {
            System.out.print(aByte + "\t");
        }
    }
}

public class StringMethod4 {
    public static void main(String[] args) {
        String str2 = "我喜欢Java";
        System.out.println("将字符串转换为byte数组：");
        // 将字符串转换为字节数组
        byte[] ascii = str2.getBytes();
        // 遍历字节数组，打印每个元素
        for (byte aByte : ascii) {
            System.out.print(aByte + "\t");
        }
    }
}

运行案例点击 "运行案例" 可查看在线运行效果

运行结果：

将字符串转换为byte数组：
-26	-120	-111	-27	-106	-100	-26	-84	-94	74	97	118	97

将字节数组转换为字符串的方法很简单，直接实例化一个字符串对象，将字节数组作为构造方法的参数即可：

// 此处的ascii为上面通过字符串转换的字节数组
String s = new String(ascii);

6. 字符串大小写转换

字符串的大小写转换有两个方法：

toLowerCase() 将字符串转换为小写
toUpperCase() 将字符串转换为大写

我们来看一个实例：

实例演示

预览复制

public class StringMethod5 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "HELLO world";
        String s = str.toLowerCase();
        System.out.println("字符串str为转换为小写后为：" + s);
        String s1 = s.toUpperCase();
        System.out.println("字符串s为转换为大写后为：" + s1);
    }
}

public class StringMethod5 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "HELLO world";
        String s = str.toLowerCase();
        System.out.println("字符串str为转换为小写后为：" + s);
        String s1 = s.toUpperCase();
        System.out.println("字符串s为转换为大写后为：" + s1);
    }
}

运行案例点击 "运行案例" 可查看在线运行效果

运行结果：

字符串str为转换为小写后为：hello world
字符串s为转换为大写后为：HELLO WORLD

试想，如果想把字符串HELLO world中的大小写字母互换，该如何实现呢？

这里可以结合字符串切割方法以及字符串连接来实现：

实例演示

预览复制

public class StringMethod5 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "HELLO world";
        // 先切割为数组
        String[] strArr = str.split(" ");
        // 将数组中元素转换大小写并连接为一个新的字符串
        String result = strArr[0].toLowerCase() + " " + strArr[1].toUpperCase();
        System.out.println("字符串str的大小写互换后为：" + result);
    }
}

public class StringMethod5 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "HELLO world";
        // 先切割为数组
        String[] strArr = str.split(" ");
        // 将数组中元素转换大小写并连接为一个新的字符串
        String result = strArr[0].toLowerCase() + " " + strArr[1].toUpperCase();
        System.out.println("字符串str的大小写互换后为：" + result);
    }
}

运行案例点击 "运行案例" 可查看在线运行效果

运行结果：

字符串str的大小写互换后为：hello WORLD

当然，实现方式不止一种，你可以结合所学写出更多的方式。

7. 字符串比较

String类提供了boolean equals(Object object)方法来比较字符串内容是否相同，返回一个布尔类型的结果。

需要特别注意的是，在比较字符串内容是否相同时，必须使用equals()方法而不能使用==运算符。我们来看一个示例：

实例演示

预览复制

public class StringMethod6 {
    public static void main(String[] args) {
        // 用两种方法创建三个内容相同的字符串
        String str1 = "hello";
        String str2 = "hello";
        String str3 = new String("hello");
        System.out.println("使用equals()方法比较str1和str2的结果为：" + str1.equals(str2));
        System.out.println("使用==运算符比较str1和str2的结果为：" + (str1 == str2));
         System.out.println("使用equals()方法比较str1和str3的结果为：" + str1.equals(str3));
        System.out.println("使用==运算符比较str1和str3的结果为：" + (str1 == str3));
    }
}

public class StringMethod6 {
    public static void main(String[] args) {
        // 用两种方法创建三个内容相同的字符串
        String str1 = "hello";
        String str2 = "hello";
        String str3 = new String("hello");
        System.out.println("使用equals()方法比较str1和str2的结果为：" + str1.equals(str2));
        System.out.println("使用==运算符比较str1和str2的结果为：" + (str1 == str2));
         System.out.println("使用equals()方法比较str1和str3的结果为：" + str1.equals(str3));
        System.out.println("使用==运算符比较str1和str3的结果为：" + (str1 == str3));
    }
}

运行案例点击 "运行案例" 可查看在线运行效果

运行结果：

使用equals()方法比较str1和str2的结果为：true
使用==运算符比较str1和str2的结果为：true
使用equals()方法比较str1和str3的结果为：true
使用==运算符比较str1和str3的结果为：false

代码中三个字符串str1，str2和str3的内容都是hello，因此使用equals()方法对它们进行比较，其结果总是为true。

注意观察执行结果，其中使用==运算符比较str1和str2的结果为true，但使用==运算符比较的str1和str3的结果为false。这是因为==运算符比较的是两个变量的地址而不是内容。

要探究其原因，就要理解上述创建字符串的代码在计算机内存中是如何执行的。下面我们通过图解的形式来描述这三个变量是如何在内存中创建的。

当执行String str1 = "hello;"语句时，会在内存的栈空间中创建一个str1，在常量池中创建一个"hello"，并将str1指向hello。

当执行String str2 = "hello";语句时，栈空间中会创建一个str2，由于其内容与str1相同，会指向常量池中的同一个对象。所以str1与str2指向的地址是相同的，这就是==运算符比较str1和str2的结果为true的原因。

当执行String str3 = new String("hello");语句时，使用了new关键字创建字符串对象，由于对象的实例化操作是在内存的堆空间进行的，此时会在栈空间创建一个str3，在堆空间实例化一个内容为hello的字符串对象，并将str3地址指向堆空间中的hello，这就是==运算符比较str1和str3的结果为false的原因。

8. 小结

本小节我们介绍了 Java String类的常用方法：

使用length()方法可以获取字符串长度；
使用charAt()、indexOf()以及lastIndexOf()方法可以对字符串进行查找；
substring()方法可以对字符串的进行截取，split()、getBytes()方法可以将字符串切割为数组；
toLowerCase()和toUpperCase()方法分别用于大小写转换，使用equals()方法对字符串进行比较，这里要注意，对字符串内容进行比较时，永远都不要使用==运算符。

这些方法大多有重载方法，实际工作中，要根据合适的场景选用对应的重载方法。

当然，本小节还有很多未介绍到的方法，使用到可以翻阅官网文档来进行学习。