【Java】String类及常用API

Bertha 。 2023-09-27 17:38 160阅读 0赞

#### 1.1API概述 ####

*  什么是API
    
    API (Application Programming Interface) ：应用程序编程接口
 *  java中的API
    
    指的就是 JDK 中提供的各种功能的 Java类，这些类将底层的实现封装了起来，我们不需要关心这些类是如何实现的，只需要学习这些类如何使用即可，我们可以通过帮助文档来学习这些API如何使用。

### 2.String类 ###

#### 2.1String类概述 ####

String 类代表字符串，Java 程序中的所有字符串文字（例如“abc”）都被实现为此类的实例。也就是说，Java 程序中所有的双引号字符串，都是 String 类的对象。String 类在 java.lang 包下，所以使用的时候不需要导包！

#### 2.2String类的特点 ####

*  字符串不可变，它们的值在创建后不能被更改
 *  虽然 String 的值是不可变的，但是它们可以被共享
 *  字符串效果上相当于字符数组( char\[\] )，但是底层原理是字节数组( byte\[\] )

#### 2.3String类的构造方法 ####

*  常用的构造方法
    
    <table> 
     <thead> 
      <tr> 
       <th>方法名</th> 
       <th>说明</th> 
      </tr> 
     </thead> 
     <tbody> 
      <tr> 
       <td>public String()</td> 
       <td>创建一个空白字符串对象，不含有任何内容</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td>public String(char[] chs)</td> 
       <td>根据字符数组的内容，来创建字符串对象</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td>public String(byte[] bys)</td> 
       <td>根据字节数组的内容，来创建字符串对象</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td>String s = “abc”;</td> 
       <td>直接赋值的方式创建字符串对象，内容就是abc</td> 
      </tr> 
     </tbody> 
    </table>
 *  示例代码
    
        public class StringDemo01 {
              
            public static void main(String[] args) {
              
                //public String()：创建一个空白字符串对象，不含有任何内容
                String s1 = new String();
                System.out.println("s1:" + s1);
        
                //public String(char[] chs)：根据字符数组的内容，来创建字符串对象
                char[] chs = {
              'a', 'b', 'c'};
                String s2 = new String(chs);
                System.out.println("s2:" + s2);
        
                //public String(byte[] bys)：根据字节数组的内容，来创建字符串对象
                byte[] bys = {
              97, 98, 99};
                String s3 = new String(bys);
                System.out.println("s3:" + s3);
        
                //String s = “abc”;	直接赋值的方式创建字符串对象，内容就是abc
                String s4 = "abc";
                System.out.println("s4:" + s4);
            }
        }

#### 2.4创建字符串对象两种方式的区别 ####

*  通过构造方法创建
    
    通过 new 创建的字符串对象，每一次 new 都会申请一个内存空间，虽然内容相同，但是地址值不同
 *  直接赋值方式创建
    
    以“”方式给出的字符串，只要字符序列相同(顺序和大小写)，无论在程序代码中出现几次，JVM 都只会建立一个 String 对象，并在字符串池中维护

#### 2.5字符串的比较 ####

##### 2.5.1==号的作用 #####

*  比较基本数据类型：比较的是具体的值
 *  比较引用数据类型：比较的是对象地址值

##### 2.5.2equals方法的作用 #####

*  方法介绍
    
        public boolean equals(String s)     比较两个字符串内容是否相同、区分大小写
 *  示例代码
    
        public class StringDemo02 {
              
            public static void main(String[] args) {
              
                //构造方法的方式得到对象
                char[] chs = {
              'a', 'b', 'c'};
                String s1 = new String(chs);
                String s2 = new String(chs);
        
                //直接赋值的方式得到对象
                String s3 = "abc";
                String s4 = "abc";
        
                //比较字符串对象地址是否相同
                System.out.println(s1 == s2);
                System.out.println(s1 == s3);
                System.out.println(s3 == s4);
                System.out.println("--------");
        
                //比较字符串内容是否相同
                System.out.println(s1.equals(s2));
                System.out.println(s1.equals(s3));
                System.out.println(s3.equals(s4));
            }
        }

#### 2.6用户登录案例 ####

##### 2.6.1案例需求 #####

已知用户名和密码，请用程序实现模拟用户登录。总共给三次机会，登录之后，给出相应的提示

##### 2.6.2代码实现 #####

/*
        思路：
            1:已知用户名和密码，定义两个字符串表示即可
            2:键盘录入要登录的用户名和密码，用 Scanner 实现
            3:拿键盘录入的用户名、密码和已知的用户名、密码进行比较，给出相应的提示。字符串的内容比较，用equals() 方法实现
            4:用循环实现多次机会，这里的次数明确，采用for循环实现，并在登录成功的时候，使用break结束循环
     */
    public class StringTest01 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //已知用户名和密码，定义两个字符串表示即可
            String username = "itheima";
            String password = "czbk";
    
            //用循环实现多次机会，这里的次数明确，采用for循环实现，并在登录成功的时候，使用break结束循环
            for(int i=0; i<3; i++) {
        
    
                //键盘录入要登录的用户名和密码，用 Scanner 实现
                Scanner sc = new Scanner(System.in);
    
                System.out.println("请输入用户名：");
                String name = sc.nextLine();
    
                System.out.println("请输入密码：");
                String pwd = sc.nextLine();
    
                //拿键盘录入的用户名、密码和已知的用户名、密码进行比较，给出相应的提示。字符串的内容比较，用equals() 方法实现
                if (name.equals(username) && pwd.equals(password)) {
        
                    System.out.println("登录成功");
                    break;
                } else {
        
                    if(2-i == 0) {
        
                        System.out.println("你的账户被锁定，请与管理员联系");
                    } else {
        
                        //2,1,0
                        //i,0,1,2
                        System.out.println("登录失败，你还有" + (2 - i) + "次机会");
                    }
                }
            }
        }
    }

#### 2.7遍历字符串案例 ####

##### 2.7.1案例需求 #####

键盘录入一个字符串，使用程序实现在控制台遍历该字符串

##### 2.7.2代码实现 #####

/*
        思路：
            1:键盘录入一个字符串，用 Scanner 实现
            2:遍历字符串，首先要能够获取到字符串中的每一个字符
                public char charAt(int index)：返回指定索引处的char值，字符串的索引也是从0开始的
            3:遍历字符串，其次要能够获取到字符串的长度
                public int length()：返回此字符串的长度
                数组的长度：数组名.length
                字符串的长度：字符串对象.length()
            4:遍历字符串的通用格式
     */
    public class StringTest02 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //键盘录入一个字符串，用 Scanner 实现
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
    
            System.out.println("请输入一个字符串：");
            String line = sc.nextLine();
    
            for(int i=0; i<line.length(); i++) {
        
                System.out.println(line.charAt(i));
            }
        }
    }

#### 2.8统计字符次数案例 ####

##### 2.8.1案例需求 #####

键盘录入一个字符串，统计该字符串中大写字母字符，小写字母字符，数字字符出现的次数(不考虑其他字符)

##### 2.8.2代码实现 #####

/*
      思路：
            1:键盘录入一个字符串，用 Scanner 实现
            2:要统计三种类型的字符个数，需定义三个统计变量，初始值都为0
            3:遍历字符串，得到每一个字符
            4:判断该字符属于哪种类型，然后对应类型的统计变量+1
                假如ch是一个字符，我要判断它属于大写字母，小写字母，还是数字，直接判断该字符是否在对应的范围即可
                大写字母：ch>='A' && ch<='Z'
                小写字母： ch>='a' && ch<='z'
                数字： ch>='0' && ch<='9'
            5:输出三种类型的字符个数
     */
    public class StringTest03 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //键盘录入一个字符串，用 Scanner 实现
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
    
            System.out.println("请输入一个字符串：");
            String line = sc.nextLine();
    
            //要统计三种类型的字符个数，需定义三个统计变量，初始值都为0
            int bigCount = 0;
            int smallCount = 0;
            int numberCount = 0;
    
            //遍历字符串，得到每一个字符
            for(int i=0; i<line.length(); i++) {
        
                char ch = line.charAt(i);
    
                //判断该字符属于哪种类型，然后对应类型的统计变量+1
                if(ch>='A' && ch<='Z') {
        
                    bigCount++;
                } else if(ch>='a' && ch<='z') {
        
                    smallCount++;
                } else if(ch>='0' && ch<='9') {
        
                    numberCount++;
                }
            }
    
            //输出三种类型的字符个数
            System.out.println("大写字母：" + bigCount + "个");
            System.out.println("小写字母：" + smallCount + "个");
            System.out.println("数字：" + numberCount + "个");
        }
    }

#### 2.9字符串拼接案例 ####

##### 2.9.1案例需求 #####

定义一个方法，把 int 数组中的数据按照指定的格式拼接成一个字符串返回，调用该方法，

并在控制台输出结果。例如，数组为 int\[\] arr = \{1,2,3\}; ，执行方法后的输出结果为：\[1, 2, 3\]

##### 2.9.2代码实现 #####

/*
        思路：
            1:定义一个 int 类型的数组，用静态初始化完成数组元素的初始化
            2:定义一个方法，用于把 int 数组中的数据按照指定格式拼接成一个字符串返回。
              返回值类型 String，参数列表 int[] arr
            3:在方法中遍历数组，按照要求进行拼接
            4:调用方法，用一个变量接收结果
            5:输出结果
     */
    public class StringTest04 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //定义一个 int 类型的数组，用静态初始化完成数组元素的初始化
            int[] arr = {
        1, 2, 3};
    
            //调用方法，用一个变量接收结果
            String s = arrayToString(arr);
    
            //输出结果
            System.out.println("s:" + s);
        }
    
        //定义一个方法，用于把 int 数组中的数据按照指定格式拼接成一个字符串返回
        /*
            两个明确：
                返回值类型：String
                参数：int[] arr
         */
        public static String arrayToString(int[] arr) {
        
            //在方法中遍历数组，按照要求进行拼接
            String s = "";
    
            s += "[";
    
            for(int i=0; i<arr.length; i++) {
        
                if(i==arr.length-1) {
        
                    s += arr[i];
                } else {
        
                    s += arr[i];
                    s += ", ";
                }
            }
    
            s += "]";
    
            return s;
        }
    }

#### 2.10字符串反转案例 ####

##### 2.10.1案例需求 #####

定义一个方法，实现字符串反转。键盘录入一个字符串，调用该方法后，在控制台输出结果

例如，键盘录入 abc，输出结果 cba

##### 2.10.2代码实现 #####

/*
        思路：
            1:键盘录入一个字符串，用 Scanner 实现
            2:定义一个方法，实现字符串反转。返回值类型 String，参数 String s
            3:在方法中把字符串倒着遍历，然后把每一个得到的字符拼接成一个字符串并返回
            4:调用方法，用一个变量接收结果
            5:输出结果
     */
    public class StringTest05 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //键盘录入一个字符串，用 Scanner 实现
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
    
            System.out.println("请输入一个字符串：");
            String line = sc.nextLine();
    
            //调用方法，用一个变量接收结果
            String s = reverse(line);
    
            //输出结果
            System.out.println("s:" + s);
        }
    
        //定义一个方法，实现字符串反转
        /*
            两个明确：
                返回值类型：String
                参数：String s
         */
        public static String reverse(String s) {
        
            //在方法中把字符串倒着遍历，然后把每一个得到的字符拼接成一个字符串并返回
            String ss = "";
    
            for(int i=s.length()-1; i>=0; i--) {
        
                ss += s.charAt(i);
            }
    
            return ss;
        }
    }

### 关于字符串的四个小扩展： ###

1.  字符串存储的内存原理
    
    String s = “abc”；直接赋值
    
    特点：
    
    此时字符串abc是存在字符串常量池中的。
    
    先检查字符串常量池中有没有字符串abc，如果有，不会创建新的，而是直接复用。如果没有abc，才会创建一个新的。
    
    所以，直接赋值的方式，代码简单，而且节约内存。
2.  new出来的字符串
    
    看到new关键字，一定是在堆里面开辟了一个小空间。
    
    String s1 = new String（“abc”）；
    
    String s2 = “abc”；
    
    s1记录的是new出来的，在堆里面的地址值。
    
    s2是直接赋值的，所以记录的是字符串常量池中的地址值。
3.  ==号比较的到底是什么？
    
    如果比较的是基本数据类型：比的是具体的数值是否相等。
    
    如果比较的是引用数据类型：比的是地址值是否相等。
    
    结论：==只能用于比较基本数据类型。不能比较引用数据类型。
4.  字符串拼接的时候，没有变量参与
    
    String s = “a” + “b” + “c”；
    
    此时没有变量参与，那么在编译的时候，就已经变成最终的结果了“abc”，这是字符串的常亮优化机制。
5.  字符串拼接的时候，有变量参与
    
    String s1 = “a”；
    
    String s2 = s1 + “b”；
    
    在底层，会创建一个StringBuilder对象，再利用append方法，把s1的内容和字符串a都拼接到StringBuilder容器当中，最后再调用toString方法变回一个字符串。在这个过程中，效率比较低，而且内存也有点浪费。
6.  StringBuilder提高效率原理图
    
    StringBuilder sb = **new** StringBuilder();  
    sb.append(**“a”**);  
    sb.append(**“b”**);  
    sb.append(**“c”**);  
    System.**out**.println(sb);  
    我们在代码中，只创建了一个StringBuilder容器对象，把所有的字符串都添加到同一个StringBuilder容器对象当中。而StringBuilder容器对象，里面的内容是可以发生改变的。从头到尾操作的都是同一个，所以效率较高。