Java基础篇(02):特殊的String类,和相关扩展API

Java基础篇(02):特殊的String类,和相关扩展API

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一、String类简介

1、基础简介

字符串是一个特殊的数据类型,属于引用类型。String类在Java中使用关键字final修饰,所以这个类是不可以继承扩展和修改它的方法。String类用处极广泛,在对String对象进行初始化时,和基本类型的包装器类型一样,可以不使用new关键字构造对象。(是真的妖娆...)

2、类构造和方法

  • String类结构

特点:final关键字修饰,实现Serializable序列化接口,Comparable比较接口,和CharSequence字符序列接口。

final class String
    implements java.io.Serializable,
    Comparable<String>, CharSequence
  • 声明方式

两种方式,常量和创建对象。

String var1 = "cicada" ;           
String var2 = new String("smile") ;

var1:声明的是一个常量,显然是放在常量池中。

var2:创建字符串对象,对象存放在堆内存中。

二、常见应用

1、比较判断

常量池用来存放常量;堆内存用来存放new出来的引用对象。

public class String02 {
    public static void main(String[] args) {
        String var1 = "cicada" ;
        String var2 = "cicada" ;
        // true;true
        System.out.println((var1==var2)+";"+var1.equals(var2));
        String var3 = new String("cicada");
        String var4 = new String("cicada");
        // false;true
        System.out.println((var3==var4)+";"+var3.equals(var4));
        // false;true
        System.out.println((var1==var4)+";"+var2.equals(var4));
        String var5 = "ci"+"cada";
        // true;true
        System.out.println((var1==var5)+";"+var5.equals(var4));
        String var6 = new String02().getVar6 () ;
        // true;true
        System.out.println((var1==var6)+";"+var6.equals(var4));
    }
    public String getVar6 (){
        return "cicada" ;
    }
}

==:对于基本类型,比较的是值,对于引用类型,比较的是地址的值;

equals:该方法源自Object中一个最基础的通用方法,在Object的方法中使用==判断地址的值,只是到了String类中进行了重写,用于字符内容的比较,该方法在继承关系中的变化,追踪JDK源码,变化非常清楚。

2、编码解析

字符串在String内部是通过一个char[]数组表示,Unicode统一的编码表示的字符,char类型的字符编码由此来。

  • 构造源码

这里看下构造方法就会明白上面的概念逻辑。

private final char value[];
public String() {this.value = "".value;}
public String(String original) {
    this.value = original.value;
    this.hash = original.hash;
}
  • 编码转换

不同的国家和地区,使用的编码可能是不一样的,互联网中有UTF8编码又是最常用,一次在程序开发中,经常需要编码之间转换。

public class String03 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String value = "Hello,知了";
        // UTF-8
        byte[] defaultCharset = value.getBytes(Charset.defaultCharset());
        System.out.println(Arrays.toString(defaultCharset));
        System.out.println(new String(defaultCharset,"UTF-8"));
        // GBK
        byte[] gbkCharset = value.getBytes("GBK");
        System.out.println(Arrays.toString(gbkCharset));
        System.out.println(new String(gbkCharset,"GBK"));
        // ISO-8859-1:表示的字符范围很窄,无法表示中文字符,转换之后无法解码
        byte[] isoCharset = value.getBytes("ISO8859-1");
        System.out.println(Arrays.toString(isoCharset));
        System.out.println(new String(isoCharset,"ISO8859-1"));
        // UTF-16
        byte[] utf16Charset = value.getBytes("UTF-16");
        System.out.println(Arrays.toString(utf16Charset));
        System.out.println(new String(utf16Charset,"UTF-16"));
    }
}

两个基础概念:

编码Encode:信息按照规则从一种形转换为另一种形式的过程,简称编码;

解码Decode:解码就是编码的逆向过程。

3、格式化操作

在日常开发中,字符串的格式不会都满足业务要求,通常就需要进行指定格式化操作。

public class String04 {
    public static void main(String[] args) {
        // 指定位置拼接字符串
        String var1 = formatStr("cicada","smile");
        System.out.println("var1="+var1);
        // 格式化日期:2020-03-07
        SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
        Date date = new Date() ;
        System.out.println(format.format(date));
        // 浮点数:此处会四舍五入
        double num = 3.14159;
        System.out.print(String.format("浮点类型:%.3f %n", num));
    }
    public static String formatStr (String ...var){
        return String.format("key:%s:route:%s",var);
    }
}

上面案例演示应用场景:Redis缓存Key生成,日期类型转换,超长浮点数的截取。

4、形参传递问题

String对象形参传递到方法里的时候,实际上传递的是引用的拷贝。

public class String05 {
    String var1 = "hello" ;
    int[] intArr = {1,2,3};
    public static void main(String[] args) {
        String05 objStr = new String05() ;
        objStr.change(objStr.var1,objStr.intArr);
        // hello  4
        System.out.println(objStr.var1);
        System.out.println(objStr.intArr[2]);
    }
    public void change (String var1,int[] intArr){
        var1 = "world" ;
        intArr[2] = 4 ;
    }
}

案例中改变的是var1引用的拷贝,方法结束执行结束,形参var1被销毁, 原对象的引用保持不变。数组作为参数传递时传递是数组在内存中的地址值,这样直接找到数组在内存中的位置。

5、String工具类

字符串的处理在系统开发中十分的常见,通常会提供一个工具类统一处理,可以基于一个框架中的工具类二次封装,也可以全部自行封装。

class StringUtil {
    private StringUtil(){}
    public static String getUUid (){
        return UUID.randomUUID().toString().replace("-","");
    }
}

上面是字符串工具类最基础的一个。不同框架中自带的工具类也不错。

org.apache.commons.lang3.StringUtils
org.springframework.util.StringUtils
com.alibaba.druid.util.StringUtils

这里推荐第一个,也可以把自定义的工具类继承该工具类,提供更丰富的公共方法。

絮叨一句:代码整洁之道的基础,就是有一颗《偷懒》的心,花点心思该封装的封装,该删除的删除。

三、扩展API

1、StringBuffer类

字符串修改拼接常用的API,内部的实现过程和String类似。

public class String07 {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer var = new StringBuffer(2) ;
        var.append("what");
        var.append("when");
        System.out.println(var);
    }
}

看到上面几行代码的反应,基本能反应编程的年龄:

一年:API是这样用的,没毛病;

三年:StringBuffer是线程安全的,效率相对偏低;

五年:默认字符数组大小是16,这里自定义字符数组的大小,如果长度不够需要扩容,所以要预估一下字符串的可能大小,减小消耗;

絮叨一句:Java中许多容器对象的大小默认是16,且具备动态扩容机制,这就是传说中的编程思想,在开发中照葫芦画瓢的写两段,这就是格调。

2、StringBuilder类

这个类出现比StringBuffer要晚很多,从JDK1.5才开始出现。

public class String08 {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder var = new StringBuilder() ;
        var.append("how").append("what") ;
        System.out.println(var);
    }
}

用法和StringBuffer差不多,不过是非线程安全操作,效率自然要高。

补刀一句:对于线程安全和操作和非安全操作,还有初始容量和扩容这种逻辑,都可以在源码中查看,这是进阶程序员的必备意识。

3、再看传参问题

这里原理解释同上,根本逻辑是一致的。

public class String09 {
    public static void main(String[] args) {
        String var1 = new String("A");
        String var2 = new String("B");
        StringBuffer var3 = new StringBuffer("C");
        StringBuffer var4 = new StringBuffer("D");
        join(var1,var2);
        join(var3,var4);
        //A<>B
        System.out.println(var1+"<>"+var2);
        //C<>DD
        System.out.println(var3+"<>"+var4);
    }
    public static void join (String s1,String s2){
        s1 = s2 ;
        s2 = s1+s2 ;
    }
    public static void join (StringBuffer s1,StringBuffer s2){
        s1 = s2 ;
        s2 = s2.append(s1) ;
    }
}

絮叨一句:String相关API传参问题,工作前三年跳槽基本都会被问到,如果不了解基本原理,心情再有点小慌,还基本会答错。

四、源代码地址

GitHub·地址
https://github.com/cicadasmile/java-base-parent
GitEE·地址
https://gitee.com/cicadasmile/java-base-parent