Java中的字符串函数：常用方法和效率分析

发布时间：2023-06-23 22:24:54

Java中的字符串函数是经常使用的语言特性之一，它包括了许多常用方法，如字符串查找、字符串替换、字符串切割、字符串转换等，能够方便地满足各种字符串处理需求。但是，在使用字符串函数时，我们也需要注意它们的效率问题，需要选择相应的方法以提高代码性能，本文将着重介绍Java中常用的字符串函数以及它们的效率分析。

一、字符串比较

字符串比较最常用的方法是使用equals和equalsIgnoreCase方法，它们分别比较两个字符串是否相等以及忽略大小写后是否相等。代码如下：

String str1 = "Hello";
String str2 = "hello";
System.out.println(str1.equals(str2)); //false
System.out.println(str1.equalsIgnoreCase(str2)); //true

当然，我们也可以使用compareTo和compareToIgnoreCase方法进行字符串比较，它们返回的结果是一个整数，如果两个字符串相等，则返回0，如果个字符串小于第二个字符串，则返回负数，如果个字符串大于第二个字符串，则返回正数。代码如下：

String str1 = "Hello";
String str2 = "hello";
System.out.println(str1.compareTo(str2)); //-32
System.out.println(str1.compareToIgnoreCase(str2)); //0

需要注意的是，对于字符串比较时，我们应该尽量使用equalsIgnoreCase方法而不是toLowerCase或toUpperCase方法，因为后者会创建一个新的字符串对象，从而增加不必要的开销。

二、字符串查找

在字符串中查找指定字符或子串也是字符串处理中一个常见需求，Java提供了以下三种常用的方法来实现字符串查找：

（1）indexOf方法

indexOf方法用于查找某个子串在当前字符串中次出现的位置，如果没有找到则返回-1。代码如下：

String str = "Hello, world!";
System.out.println(str.indexOf("o")); //4
System.out.println(str.indexOf("z")); //-1

我们也可以指定查找的起始位置，比如可以从第6个字符开始查找，如下：

String str = "Hello, world!";
System.out.println(str.indexOf("o", 6)); //8

需要注意的是，由于indexOf方法的实现方式是遍历字符串逐个匹配，因此当查找的字符串过长或字符串运行时嵌套较深时，需要有所控制，否则会带来性能问题。

（2）lastIndexOf方法

lastIndexOf方法和indexOf方法类似，不同之处在于它从后面开始查找。代码如下：

String str = "Hello, world!";
System.out.println(str.lastIndexOf("o")); //8
System.out.println(str.lastIndexOf("z")); //-1

（3）startsWith和endsWith方法

startsWith和endsWith方法用于检查一个字符串是否以指定的前缀或后缀开头或结尾，如果是则返回true，否则返回false。代码如下：

String str = "Hello, world!";
System.out.println(str.startsWith("Hello")); //true
System.out.println(str.endsWith("!")); //true

需要注意的是，当我们需要查找多个子字符串时，可以使用正则表达式的方式结合java.util.regex.Pattern类来实现，这种方法相对于indexOf方法具有更好的灵活性和可读性。

三、字符串替换

字符串替换也是经常用到的一种字符串处理方法，Java中提供了以下两种常用的方法来实现字符串替换：

（1）replace方法

replace方法用于将指定的字符或字符串替换成另一个字符或字符串，如下：

String str = "Hello, world!";
System.out.println(str.replace("o", "*")); //Hell*, w*rld!
System.out.println(str.replace("world", "Java")); //Hello, Java!

需要注意的是，replace方法会创建一个新的字符串对象来存储替换后的结果，因此对于字符串频繁替换的情况，建议使用StringBuilder或StringBuffer类来进行字符串操作，避免不必要的开销。

（2）replaceAll方法

replaceAll方法和replace方法类似，不同之处在于它可以根据正则表达式来对原始字符串进行替换，如下：

String str = "Hello, 123!";
System.out.println(str.replaceAll("\\d+", "*")); //Hello, *!

需要注意的是，replaceAll方法也会创建一个新的字符串对象来存储替换后的结果，因此对于字符串频繁替换的情况，建议使用StringBuilder或StringBuffer类来进行字符串操作。

四、字符串切割

在字符串处理中，我们经常需要将一个字符串分割成多个子串进行处理，Java中提供了以下两种常用方法来实现字符串切割：

（1）split方法

split方法用于将一个字符串根据指定的分隔符来分割成多个子串，如下：

String str = "Hello, Java, 123!";
String[] arr = str.split(", ");
for(String s : arr) {
    System.out.println(s);
}

输出结果为：

Hello
Java
123!

需要注意的是，split方法返回的是一个字符串数组，当原始字符串为空字符串时，返回长度为1的数组；当原始字符串中没有分隔符时，返回长度为1的数组，数组元素为原始字符串本身。

（2）StringTokenizer类

StringTokenizer类也可以用于字符串切割，它和split方法不同的是，它是将一个字符串按照多个分隔符来进行切割，如下：

String str = "Hello Java, Java and 123!";
StringTokenizer st = new StringTokenizer(str, ", ");
while(st.hasMoreTokens()) {
    System.out.println(st.nextToken());
}

输出结果为：

Hello
Java
Java
and
123!

需要注意的是，StringTokenizer类的性能比split方法高，但是它的灵活性和可读性较差，因此在选用时需要考虑实际情况。

五、字符串转换

在字符串处理中，我们有时需要将一个字符串转换成另一个类型，Java中提供了以下四种常用方法来实现字符串转换：

（1）parseInt和parseLong方法

parseInt和parseLong方法用于将一个字符串转换成int和long类型的数字，如下：

String str = "123";
int num1 = Integer.parseInt(str); //123
long num2 = Long.parseLong(str); //123L

需要注意的是，parseInt和parseLong方法在转换时，要求转换的字符串必须是数字类型的，否则会抛出NumberFormatException异常。

（2）valueOf方法

valueOf方法用于将一个字符串转换成相应的包装类中的对象，如下：

String str1 = "123";
String str2 = "true";
Integer num = Integer.valueOf(str1); //123
Boolean flag = Boolean.valueOf(str2); //true

需要注意的是，valueOf方法会返回相应的包装类对象，因此可以通过对象方法来获得相应的基本数据类型。

（3）toString方法

toString方法用于将一个对象转换成字符串类型的数据，如下：

int num = 123;
String str = Integer.toString(num); //"123"

需要注意的是，toString方法返回的是一个新的字符串对象，因此对于频繁转换的情况，建议使用StringBuilder或StringBuffer类来进行字符串操作。

（4）getBytes方法

getBytes方法用于将一个字符串转换成字节数组类型的数据，如下：

String str = "Hello, Java!";
byte[] arr = str.getBytes(); //[72, 101, 108, 108, 111, 44, 32, 74, 97, 118, 97, 33]

需要注意的是，getBytes方法将字符串中的每个字符都转换成字节数组中的一个元素，因此字符集的选择和编码方式会