Java 字符串方法

在Java编程中，字符串（String）是最常用的数据类型之一。Java提供了丰富的字符串处理方法，使开发者能够轻松地操作和处理文本数据。本文将详细介绍Java中常用的字符串方法，帮助初学者更好地理解和使用这些功能。

字符串基础

在深入了解字符串方法之前，让我们先简单回顾一下Java中的字符串特性：

• 字符串在Java中是不可变的（immutable）
• 字符串实际上是char数组的封装
• Java中的字符串是String类的对象
• Java字符串支持Unicode字符集

提示

Java中的字符串一旦创建，就不能修改。所有字符串操作方法实际上都是创建新的字符串对象，而不是修改原有对象。

常用字符串方法

1. 字符串长度

length()方法返回字符串中的字符数量：

String greeting = "Hello, World!";
int length = greeting.length(); // 返回13
System.out.println("字符串长度: " + length);

输出：

字符串长度: 13

2. 字符串连接

a. 使用+运算符

String firstName = "John";
String lastName = "Doe";
String fullName = firstName + " " + lastName;
System.out.println(fullName); // 输出: John Doe

b. 使用concat()方法

String str1 = "Hello";
String str2 = "World";
String result = str1.concat(" ").concat(str2);
System.out.println(result); // 输出: Hello World

3. 字符串比较

a. equals()方法

比较两个字符串的内容是否相同：

String str1 = "Hello";
String str2 = "hello";
String str3 = "Hello";

System.out.println(str1.equals(str2)); // 输出: false
System.out.println(str1.equals(str3)); // 输出: true

b. equalsIgnoreCase()方法

比较两个字符串的内容是否相同，忽略大小写：

String str1 = "Hello";
String str2 = "hello";

System.out.println(str1.equalsIgnoreCase(str2)); // 输出: true

c. compareTo()方法

按字典顺序比较两个字符串：

String str1 = "apple";
String str2 = "banana";
String str3 = "apple";

System.out.println(str1.compareTo(str2)); // 输出负数，因为apple在banana之前
System.out.println(str2.compareTo(str1)); // 输出正数，因为banana在apple之后
System.out.println(str1.compareTo(str3)); // 输出0，因为两个字符串相同

4. 字符和子字符串检索

a. charAt()方法

返回指定索引处的字符：

String text = "Hello";
char character = text.charAt(1); // 返回'e'
System.out.println("索引1处的字符是: " + character);

输出：

索引1处的字符是: e

警告

索引从0开始计数。尝试访问超出范围的索引将抛出StringIndexOutOfBoundsException。

b. indexOf()方法

查找字符或子字符串第一次出现的索引位置：

String sentence = "Java programming is fun and practical";
int index1 = sentence.indexOf('a'); // 返回1
int index2 = sentence.indexOf("fun"); // 返回19
int index3 = sentence.indexOf('z'); // 返回-1，表示未找到

System.out.println("'a'的位置: " + index1);
System.out.println("'fun'的位置: " + index2);
System.out.println("'z'的位置: " + index3);

输出：

'a'的位置: 1
'fun'的位置: 19
'z'的位置: -1

c. lastIndexOf()方法

查找字符或子字符串最后一次出现的索引位置：

String text = "banana";
int lastIndex = text.lastIndexOf('a'); // 返回5
System.out.println("'a'最后出现的位置: " + lastIndex);

输出：

'a'最后出现的位置: 5

5. 字符串提取

a. substring()方法

从字符串中提取子字符串：

String text = "Hello, World!";
String sub1 = text.substring(7); // 从索引7到结尾，返回"World!"
String sub2 = text.substring(0, 5); // 从索引0到4，返回"Hello"

System.out.println("子字符串1: " + sub1);
System.out.println("子字符串2: " + sub2);

输出：

子字符串1: World!
子字符串2: Hello

6. 字符串修改

a. toUpperCase()和toLowerCase()方法

将字符串转换为大写或小写：

String text = "Hello, World!";
String upperCase = text.toUpperCase(); // 返回"HELLO, WORLD!"
String lowerCase = text.toLowerCase(); // 返回"hello, world!"

System.out.println("大写: " + upperCase);
System.out.println("小写: " + lowerCase);

输出：

大写: HELLO, WORLD!
小写: hello, world!

b. trim()方法

移除字符串两端的空白字符：

String text = "   Hello, World!   ";
String trimmed = text.trim(); // 返回"Hello, World!"
System.out.println("原始字符串: '" + text + "'");
System.out.println("修剪后: '" + trimmed + "'");

输出：

原始字符串: '   Hello, World!   '
修剪后: 'Hello, World!'

c. replace()方法

将字符串中的指定字符或子字符串替换为新的字符或子字符串：

String text = "Hello, World!";
String replaced = text.replace('o', 'O'); // 返回"HellO, WOrld!"
String replacedStr = text.replace("World", "Java"); // 返回"Hello, Java!"

System.out.println("字符替换: " + replaced);
System.out.println("子字符串替换: " + replacedStr);

输出：

字符替换: HellO, WOrld!
子字符串替换: Hello, Java!

7. 字符串检查

a. startsWith()和endsWith()方法

检查字符串是否以指定的前缀或后缀开始或结束：

String filename = "document.pdf";
boolean startsWithDoc = filename.startsWith("doc"); // 返回true
boolean endsWithPdf = filename.endsWith(".pdf"); // 返回true

System.out.println("是否以'doc'开始: " + startsWithDoc);
System.out.println("是否以'.pdf'结束: " + endsWithPdf);

输出：

是否以'doc'开始: true
是否以'.pdf'结束: true

b. contains()方法

检查字符串是否包含指定的子字符串：

String sentence = "Java编程很有趣";
boolean containsJava = sentence.contains("Java"); // 返回true
boolean containsPython = sentence.contains("Python"); // 返回false

System.out.println("是否包含'Java': " + containsJava);
System.out.println("是否包含'Python': " + containsPython);

输出：

是否包含'Java': true
是否包含'Python': false

c. isEmpty()和isBlank()方法

检查字符串是否为空或空白：

String empty = "";
String blank = "   ";
String text = "Hello";

System.out.println("empty.isEmpty(): " + empty.isEmpty()); // true
System.out.println("blank.isEmpty(): " + blank.isEmpty()); // false
// isBlank()是Java 11引入的方法
System.out.println("blank.isBlank(): " + blank.isBlank()); // true
System.out.println("text.isBlank(): " + text.isBlank()); // false

输出：

empty.isEmpty(): true
blank.isEmpty(): false
blank.isBlank(): true
text.isBlank(): false

8. 字符串拆分与联合

a. split()方法

将字符串按照指定的分隔符拆分成字符串数组：

String fruits = "apple,banana,orange,grape";
String[] fruitArray = fruits.split(",");

System.out.println("水果列表:");
for(String fruit : fruitArray) {
    System.out.println("- " + fruit);
}

输出：

水果列表:
- apple
- banana
- orange
- grape

b. join()方法（静态方法）

将多个字符串按照指定的分隔符连接成一个字符串：

String[] words = {"Hello", "World", "Java"};
String joined = String.join(" ", words); // 返回"Hello World Java"
System.out.println("连接后的字符串: " + joined);

输出：

连接后的字符串: Hello World Java

实际应用案例

案例1：用户输入验证

以下是一个简单的用户名验证程序，展示了多个字符串方法的使用：

public class UserValidation {
    public static void main(String[] args) {
        String username = "  John_Doe123  ";
        
        // 移除两端空白并转换为小写
        username = username.trim().toLowerCase();
        System.out.println("处理后的用户名: " + username);
        
        // 验证用户名长度
        if(username.length() < 6 || username.length() > 20) {
            System.out.println("用户名长度必须在6到20个字符之间");
        } else {
            System.out.println("用户名长度合格");
        }
        
        // 检查用户名是否包含无效字符
        if(username.contains(" ")) {
            System.out.println("用户名不能包含空格");
        } else {
            System.out.println("用户名格式正确");
        }
        
        // 检查用户名是否以字母开头
        if(Character.isLetter(username.charAt(0))) {
            System.out.println("用户名以字母开头，符合要求");
        } else {
            System.out.println("用户名必须以字母开头");
        }
    }
}

输出：

处理后的用户名: john_doe123
用户名长度合格
用户名格式正确
用户名以字母开头，符合要求

案例2：简单文本分析器

以下是一个简单的文本分析程序，可以计算句子中的单词数、字符数，并找出最长的单词：

public class TextAnalyzer {
    public static void main(String[] args) {
        String text = "Java is a high-level, class-based, object-oriented programming language.";
        
        // 计算字符数（不包括空格）
        int charCount = text.replace(" ", "").length();
        System.out.println("字符数（不含空格）: " + charCount);
        
        // 计算单词数
        String[] words = text.split("\\s+");
        System.out.println("单词数: " + words.length);
        
        // 找出最长的单词
        String longestWord = "";
        for(String word : words) {
            // 移除标点符号
            word = word.replaceAll("[^a-zA-Z]", "");
            if(word.length() > longestWord.length()) {
                longestWord = word;
            }
        }
        System.out.println("最长的单词是: " + longestWord);
    }
}

输出：

字符数（不含空格）: 65
单词数: 9
最长的单词是: programming

总结

本文介绍了Java字符串类中最常用的方法，包括：

• 字符串基本操作：length()、连接
• 字符串比较：equals()、equalsIgnoreCase()、compareTo()
• 字符串检索：charAt()、indexOf()、lastIndexOf()
• 字符串提取：substring()
• 字符串修改：toUpperCase()、toLowerCase()、trim()、replace()
• 字符串检查：startsWith()、endsWith()、contains()、isEmpty()、isBlank()
• 字符串拆分与联合：split()、join()

掌握这些方法将帮助你更有效地处理文本数据，提高Java编程效率。

练习题

为了巩固所学知识，尝试完成以下练习：

1. 编写一个程序，统计一个字符串中某个字符出现的次数
2. 实现一个方法，判断一个字符串是否是回文串（正读和反读相同的字符串）
3. 编写代码，将一个句子中的单词顺序颠倒过来
4. 实现一个简单的密码强度检查器，检查密码是否满足特定要求
5. 创建一个程序，将驼峰命名法（camelCase）转换为蛇形命名法（snake_case）

额外资源

要进一步学习Java字符串处理，可以参考以下资源：

• Java官方文档 - String类
• Java StringBuffer和StringBuilder类
• 正则表达式在Java中的应用

字符串处理是几乎所有编程任务的基础，深入理解这些方法将使你的Java编程之路更加顺畅！