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【Java】String类及常用API

网友: 文章列表 2024-03-22 01:35:06

【Java】String类及常用API

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

    方法名 说明
    public String() 创建一个空白字符串对象，不含有任何内容
    public String(char[] chs) 根据字符数组的内容，来创建字符串对象
    public String(byte[] bys) 根据字节数组的内容，来创建字符串对象
    String s = “abc”; 直接赋值的方式创建字符串对象，内容就是abc

  • 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abcString 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,0,1,2System.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03: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0int 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+1if(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[] arr3: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 s3: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。

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