在开发中,我们都会频繁的使用String类,掌握String的实现和常用方法是必不可少的,当然,我们还需要了解它的内部实现。
一. String的实现
在Java中,采用了一个char数组实现String类型,这个char数组被定义为final类型,这就意味着一旦一个String被创建,那么它就是不可变的。除此之外,还定义了一个int类型的hash,用来保存该String的hash值。
/** The value is used for character storage. */ private final char value[]; /** Cache the hash code for the string */ private int hash; // Default to 0
二. String中的构造器
创建String的方法很多,构造器也有多个。但是其目的就是给value数组赋值。构造器中传入的参数大致可以分为几个部分:
src:来源,就是希望在value中保存的字符串,传入的值可以是String,char数组,int数组,byte数组,Stringbuffer,StringBuilder,boolean值。
offset:src中字符串的起始位置。
count:src中赋值到value中的字符串的个数。
Charset:指定字符集。
当然,不是每一个构造器都需要这些参数,我们也不需要一个个都详细掌握,只要知道大概存在哪些构造方法即可,要用的时候可以查询API。
三. String中常用的方法以及实现
1. 获取字符数组
获取字符数组方法:
1 | public void getChars( int srcBegin, int srcEnd, char dst[], int dstBegin) |
该方法将String中指定位置的字符复制个dst,具体的实现如下:
public void getChars(int srcBegin, int srcEnd, char dst[], int dstBegin) { //对指定位置进行判断 if (srcBegin < 0) { throw new StringIndexOutOfBoundsException(srcBegin); } if (srcEnd > value.length) { throw new StringIndexOutOfBoundsException(srcEnd); } if (srcBegin > srcEnd) { throw new StringIndexOutOfBoundsException(srcEnd - srcBegin); } //调用native方法进行数组复制 System.arraycopy(value, srcBegin, dst, dstBegin, srcEnd - srcBegin); }
2. equals()、equalsIgnoreCase()、regionMatches()、compareTo()、compareToIgnoreCase()、hashCode()
equals()方法用来判断两个String是否相等,实现逻辑如下:
public boolean equals(Object anObject) { if (this == anObject) {//如果两个String是引用同一个String对象,则相等 return true; } if (anObject instanceof String) {//否则,在长度相等的前提下,从第一个字符开始进行比较 String anotherString = (String)anObject; int n = value.length; if (n == anotherString.value.length) { char v1[] = value; char v2[] = anotherString.value; int i = 0; while (n-- != 0) { if (v1[i] != v2[i]) return false; i++; } return true; } } return false; }
equalsIgnoreCase()忽略大小写进行判断,其内部实现是调用regionMatches()方法。
regionMatches()方法是用来判断两个字符串区域是否相等。String中有两个regionMatches()方法,不同之处在于有一个增加一个boolean值决定是否忽略大小写进行判断。具体的实现如下:
public boolean regionMatches(boolean ignoreCase, int toffset, String other, int ooffset, int len) { char ta[] = value; int to = toffset; char pa[] = other.value; int po = ooffset; if ((ooffset < 0) || (toffset < 0) || (toffset > (long)value.length - len) || (ooffset > (long)other.value.length - len)) { return false;//不满足以上条件的都返回false } while (len-- > 0) { char c1 = ta[to++]; char c2 = pa[po++]; if (c1 == c2) { continue; } if (ignoreCase) {//是否区分大小写。 char u1 = Character.toUpperCase(c1); char u2 = Character.toUpperCase(c2); if (u1 == u2) { continue; } if (Character.toLowerCase(u1) == Character.toLowerCase(u2)) { continue; } } return false; } return true; }
另外还存在一个判断两个字符串区是否相等的方法,但是是区分大小写的: public boolean regionMatches(int toffset, String other, int ooffset, int len),但是这个方法内部实现没有复用上面这个方法。
compareTo()方法是用来比较两个字符串大小,比较规则为:按字典顺序比较两个字符串。该比较基于字符串中各个字符的 Unicode 值。将此 String
对象表示的字符序列与参数字符串所表示的字符序列进行比较。如果按字典顺序此 String
对象在参数字符串之前,则比较结果为一个负整数。如果按字典顺序此 String
对象位于参数字符串之后,则比较结果为一个正整数。如果这两个字符串相等,则结果为 0。具体实现如下:
public int compareTo(String anotherString) { int len1 = value.length; int len2 = anotherString.value.length; int lim = Math.min(len1, len2); char v1[] = value; char v2[] = anotherString.value; int k = 0; while (k < lim) { char c1 = v1[k]; char c2 = v2[k]; if (c1 != c2) { return c1 - c2;//字符不等,返回Unicode差值。 } k++; } return len1 - len2;//两个字符串长度,返回长度差值。若为0,表示两字符串大小相等。 }
compareToIgnoreCase()方法实现:String在内部自定义了一个名为CaseInsensitiveComparator的类,实现Comparator,用来比较忽略大小写的两个字符串,比较逻辑是,依次取出两个字符进行忽略大小写的比较,其余逻辑和上面类似。
hashCode()方法返回String的hash值。
3. startWith()、endWith()
startsWith(String prefix)是判断字符串是不是以某个指定的子字符串开始,返回boolean值。
startsWith(String prefix, int toffset)是判断字符串从指定的位置开始是否是以指定的字符串开始,返回boolean值。其实现逻辑是取出对于位置的两个字符,进行判断。
endsWith(String suffix)是判断字符串是不是以某个字符串结尾。它的实现逻辑是调用startsWith(String prefix, int toffset)方法,具体实现如下:
public boolean endsWith(String suffix) { return startsWith(suffix, value.length - suffix.value.length); }
4. indexOf()、lastIndexOf()
indexOf(int ch):返回指定字符在此字符串中第一次出现处的索引。
indexOf(int ch, int fromIndex):从指定的索引开始搜索,返回在此字符串中第一次出现指定字符处的索引。
lastIndexOf(int ch):返回最后一次出现的指定字符在此字符串中的索引。
lastIndexOf(int ch, int fromIndex):从指定的索引开始搜索,返回在此字符串中最后一次出现指定字符处的索引。
indexOf(String str):返回第一次出现的指定子字符串在此字符串中的索引。
indexOf(String str, int fromIndex):从指定的索引处开始,返回第一次出现的指定子字符串在此字符串中的索引。
lastIndexOf(String str):返回在此字符串中最右边出现的指定子字符串的索引。
lastIndexOf(String str, int fromIndex):从指定的索引处开始向后搜索,返回在此字符串中最后一次出现的指定子字符串的索引。
以上方法如果没有找到索引,则返回-1.
5. substring()、concat()、matches()、contains()
substring(int beginIndex):返回一个新的字符串,它是此字符串的一个子字符串。该子字符串始于指定索引处的字符,一直到此字符串末尾。
substring(int beginIndex, int endIndex):返回一个新字符串,它是此字符串的一个子字符串。该子字符串从指定的 beginIndex
处开始,一直到索引 endIndex - 1
处的字符。
concat(String str):将指定字符串联到此字符串的结尾。
matches(String regex):判断此字符串是否匹配给定的正则表达式。
contains(CharSequence s):判断字符串中是否有该字符序列。
6. replace()、replaceFirst()、replaceAll()
replace(char oldChar, char newChar):返回一个新的字符串,用 newChar
替换此字符串中出现的所有 oldChar
。具体实现如下:
public String replace(char oldChar, char newChar) { if (oldChar != newChar) { int len = value.length; int i = -1; char[] val = value; /* avoid getfield opcode */ while (++i < len) { if (val[i] == oldChar) { break; } } if (i < len) { char buf[] = new char[len]; for (int j = 0; j < i; j++) { buf[j] = val[j]; } while (i < len) { char c = val[i]; buf[i] = (c == oldChar) ? newChar : c; i++; } return new String(buf, true); } } return this; }
replaceFirst(String regex, String replacement):使用给定的 replacement 字符串替换此字符串匹配给定的正则表达式的第一个子字符串。
replaceAll(String regex, String replacement):使用给定的 replacement 字符串替换此字符串匹配给定的正则表达式的每个子字符串。
7. split()、join()
String[] split(String regex, int limit):根据匹配给定的正则表达式来拆分此字符串。数控制模式应用的次数,因此影响结果数组的长度。如果该限制 n 大于 0,则模式将被最多应用 n - 1 次,数组的长度将不会大于 n,而且数组的最后项将包含超出最后匹配的定界符的所有输入。如果 n 为非正,则模式将被应用尽可能多的次数,而且数组可以是任意长度。如果 n 为零,则模式将被应用尽可能多的次数,数组可有任何长度,并且结尾空字符串将被丢弃。
String[] split(String regex):根据给定的正则表达式的匹配来拆分此字符串。该方法的作用就像是使用给定的表达式和限制参数 0 来调用两参数 split 方法。
public String[] split(String regex, int limit) { /* fastpath if the regex is a (1)one-char String and this character is not one of the RegEx's meta characters ".$|()[{^?*+\\", or (2)two-char String and the first char is the backslash and the second is not the ascii digit or ascii letter. */ char ch = 0; if (((regex.value.length == 1 && ".$|()[{^?*+\\".indexOf(ch = regex.charAt(0)) == -1) || (regex.length() == 2 && regex.charAt(0) == '\\' && (((ch = regex.charAt(1))-'0')|('9'-ch)) < 0 && ((ch-'a')|('z'-ch)) < 0 && ((ch-'A')|('Z'-ch)) < 0)) && (ch < Character.MIN_HIGH_SURROGATE || ch > Character.MAX_LOW_SURROGATE)) { int off = 0; int next = 0; boolean limited = limit > 0; ArrayListlist = new ArrayList<>(); while ((next = indexOf(ch, off)) != -1) { if (!limited || list.size() < limit - 1) { list.add(substring(off, next)); off = next + 1; } else { // last one //assert (list.size() == limit - 1); list.add(substring(off, value.length)); off = value.length; break; } } // If no match was found, return this if (off == 0) return new String[]{ this}; // Add remaining segment if (!limited || list.size() < limit) list.add(substring(off, value.length)); // Construct result int resultSize = list.size(); if (limit == 0) { while (resultSize > 0 && list.get(resultSize - 1).length() == 0) { resultSize--; } } String[] result = new String[resultSize]; return list.subList(0, resultSize).toArray(result); } return Pattern.compile(regex).split(this, limit); }
String join(CharSequence delimiter, CharSequence... elements):
String join(CharSequence delimiter, Iterable<? extends CharSequence> elements):这两个方法是jdk1.8中出现的,类似字符串拼接,不过可以指定连接符delimiter,后面的elements中间使用该连接符连接。具体实现如下:
public static String join(CharSequence delimiter, CharSequence... elements) { Objects.requireNonNull(delimiter); Objects.requireNonNull(elements); // Number of elements not likely worth Arrays.stream overhead. StringJoiner joiner = new StringJoiner(delimiter); for (CharSequence cs: elements) { joiner.add(cs);//该方法中会将连接符拼接 } return joiner.toString(); }
8. 字符串大小写转换:
toLowerCase():转换为小写
toUpperCase():转换为大写
9. 其他方法:
trim():去掉字符串收尾的空白。
toCharArray():将此字符串转换为一个新的字符数组。
valueOf():返回 某参数的字符串表示形式。就是将其他类型转换为String类型的一种方式。
intern():当调用 intern 方法时,如果池已经包含一个等于此 String
对象的字符串,则返回池中的字符串。否则,将此 String
对象添加到池中,并且返回此 String
对象的引用。
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