String 与字符串操作

概述

String 是 Java 中最常用的引用类型之一，表示不可变的字符序列。字符串在 JVM 中有字符串常量池（String Pool）优化，相同内容的字面量会共享同一对象。理解 String 的不可变性（immutable）以及「== 与 equals 的区别」是正确使用字符串的关键。本节介绍 String 的创建、常用方法、拼接方式以及 StringBuilder/StringBuffer 的适用场景。

前置建议

已掌握 变量与数据类型 中的基本类型与引用类型，以及 类与对象 的基本概念。

---

String 的不可变性

String 在 Java 中是不可变的：一旦创建，其字符序列不能被修改。任何看似「修改」的操作（如 concat、replace、toUpperCase）都会返回新的 String 对象，而不会改变原对象。

String s = "hello";
s.toUpperCase();   // 返回 "HELLO"，但 s 仍然是 "hello"
System.out.println(s);   // hello

String upper = s.toUpperCase();
System.out.println(upper);   // HELLO

不可变性带来的好处：线程安全、可作为 HashMap 的 key、字符串常量池可安全复用。需要频繁修改字符序列时，应使用 StringBuilder（单线程）或 StringBuffer（多线程）。

---

创建字符串

字面量与常量池

双引号直接写出的字符串是字面量，编译期会进入字符串常量池。相同内容的字面量在运行时会指向池中的同一对象。

String a = "java";
String b = "java";
// a 与 b 指向常量池中同一对象
System.out.println(a == b);   // true

使用 new String(...)

使用 new String(...) 会在堆上始终创建新对象，不会与常量池中的引用相等（除非通过 intern() 放入池并返回池中引用）。

String c = new String("java");
System.out.println(a == c);   // false，c 在堆上，a 在池中
System.out.println(a.equals(c));   // true，内容相同

提示

日常开发中，若无特殊需要，直接使用字面量即可，避免不必要的 new String(...)。

由字符/字节构造

可从字符数组、字节数组（需指定字符集）等构造 String，便于处理二进制或逐字符逻辑。

char[] chars = {'J', 'a', 'v', 'a'};
String fromChars = new String(chars);   // "Java"

byte[] bytes = "Hello".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
String fromBytes = new String(bytes, StandardCharsets.UTF_8);   // "Hello"

---

基本用法与常用方法

长度与访问

方法	说明
length()	返回字符个数（注意与数组的 length 属性区分）
charAt(int index)	返回指定索引处的字符，索引从 0 开始
isEmpty()	长度为 0 时返回 true

String s = "Hello";
System.out.println(s.length());    // 5
System.out.println(s.charAt(0));   // H
System.out.println(s.isEmpty());   // false

比较

方法	说明
equals(Object obj)	内容相等返回 true，比较字符串内容必须用 equals
equalsIgnoreCase(String other)	忽略大小写的比较
compareTo(String other)	按字典序比较，小于/等于/大于分别返回负/0/正
startsWith(String prefix) / endsWith(String suffix)	判断前缀/后缀

String a = "java";
String b = "Java";
System.out.println(a.equals(b));           // false
System.out.println(a.equalsIgnoreCase(b)); // true
System.out.println("abc".compareTo("abd")); // 负数（abc 字典序在前）
System.out.println("hello".startsWith("he")); // true

注意

比较字符串内容时不要用 ==。== 比较的是引用是否指向同一对象；只有内容相同才应视为相等，必须使用 equals。

查找与截取

方法	说明
indexOf(String str) / indexOf(int ch)	首次出现的位置，未找到返回 -1
lastIndexOf(String str)	最后一次出现的位置
substring(int beginIndex)	从 beginIndex 到末尾的子串
substring(int begin, int end)	[begin, end) 左闭右开子串

String s = "hello world";
System.out.println(s.indexOf("o"));       // 4
System.out.println(s.lastIndexOf("o"));   // 7
System.out.println(s.substring(6));      // "world"
System.out.println(s.substring(0, 5));   // "hello"（不包含索引 5）

替换、分割与去空白

方法	说明
replace(CharSequence old, CharSequence new)	替换所有匹配（返回新 String）
split(String regex)	按正则分割为 String[]
trim()	去掉首尾空白（不含中间空白）
strip()	JDK 11+，按 Unicode 空白 trim，推荐

String s = "  one two three  ";
System.out.println(s.trim());   // "one two three"
System.out.println("a-b-c".split("-")[1]);   // "b"
System.out.println("hello".replace("l", "L")); // "heLLo"

---

示例

示例 1：判断与简单处理

public class StringDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String input = "  Hello, Java!  ";
        String trimmed = input.trim();
        if (trimmed.endsWith("!")) {
            String withoutExclaim = trimmed.substring(0, trimmed.length() - 1);
            System.out.println(withoutExclaim);   // "Hello, Java"
        }
        String upper = trimmed.toUpperCase();      // 对 trim 后的结果转大写，得到新对象
        System.out.println(upper);                // "HELLO, JAVA!"
    }
}

示例 2：拼接与 StringBuilder

循环中多次拼接应使用 StringBuilder，避免产生大量临时 String 对象。

// 不推荐：循环中用 + 拼接，每次 + 都可能产生新 String
String slow = "";
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    slow = slow + i + ",";
}

// 推荐：使用 StringBuilder
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    sb.append(i).append(",");
}
String result = sb.toString();

单次或少量拼接用 + 即可，可读性好；在循环或大量拼接时用 StringBuilder。

示例 3：按行分割与常用模式

String text = "line1\nline2\nline3";
String[] lines = text.split("\n");
for (String line : lines) {
    System.out.println("[" + line.trim() + "]");
}

// 判断是否包含某子串
if (text.contains("line2")) {
    System.out.println("found");
}

---

注意事项

• == 与 equals：比较内容一律用 equals；== 仅当需要「同一对象」时才用（如与字面量常量池比较时）。
• 编码：与字节互转时务必指定字符集，如 StandardCharsets.UTF_8，避免依赖平台默认编码。
• 性能：循环内大量拼接用 StringBuilder；多线程下需要同步时用 StringBuffer。
• null：调用方法前注意判空，避免对 null 调用 equals 导致 NPE；若需与字面量比较，推荐 "literal".equals(variable)，这样 variable 为 null 时不会抛异常。

提示

"常量".equals(变量) 的写法在变量可能为 null 时更安全；若用 变量.equals("常量")，变量为 null 会抛出 NullPointerException。

---

相关链接

• 常用类（Object、equals/hashCode、包装类、Math）
• 正则表达式（与 split、replaceAll、matches 配合）
• Oracle Java 文档 - String