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String详解
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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：
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;
ArrayList<String> list = 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。
