java学习--String
在 Java 中，String是最常用的核心类之一，用于表示不可变的字符序列，属于java.lang包（无需手动导入）。以下从核心特性、常用操作、内存原理、常见陷阱等维度全面解析：
一、核心特性
1. 不可变性（Immutable）
String对象一旦创建，其内部的字符数组（char[] value，Java 9+ 改为byte[]以节省内存）就无法修改。所有看似修改的操作（如substring、replace）都会返回新的 String 对象，原对象保持不变。
String s = "hello"; s += " world"; // 实际创建了新对象，原"hello"仍存在 System.out.println(s); // 输出：hello world不可变的好处：
- 线程安全：多线程访问无需同步；
- 可哈希：
hashCode缓存（计算一次后永久不变），适合作为 HashMap 键； - 字符串常量池复用。
2. 字符串常量池（String Pool）
JVM 为优化内存，在方法区（元空间）中维护一个字符串常量池：
- 直接赋值（
String s = "abc"）：先检查常量池，存在则复用引用，不存在则创建新对象放入常量池； new String("abc")：会创建两个对象（常量池的 "abc" + 堆中的 String 对象），堆对象引用常量池的字符数组。
String s1 = "abc"; String s2 = "abc"; String s3 = new String("abc"); System.out.println(s1 == s2); // true（常量池同一对象） System.out.println(s1 == s3); // false（堆 vs 常量池） System.out.println(s1.equals(s3)); // true（内容相等）3. 常用创建方式
| 方式 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|
| 直接赋值 | 优先使用常量池，效率最高 | String s = "java"; |
new String() | 堆中创建新对象，避免使用（除非特殊场景） | String s = new String("java"); |
String.valueOf() | 安全转换基本类型 / 对象（避免 null） | String s = String.valueOf(123); |
| 字符数组构造 | 从字符数组创建 | char[] arr = {'j','a','v','a'}; String s = new String(arr); |
二、常用方法（高频）
| 方法 | 功能 | 示例 |
|---|---|---|
length() | 获取字符串长度 | "java".length(); // 4 |
charAt(int index) | 获取指定索引字符 | "java".charAt(1); // 'a' |
equals(Object obj) | 比较内容（区分大小写） | "Java".equals("java"); // false |
equalsIgnoreCase() | 忽略大小写比较 | "Java".equalsIgnoreCase("java"); // true |
contains(CharSequence s) | 判断是否包含子串 | "hello".contains("ell"); // true |
indexOf(String s) | 查找子串首次出现索引（无则返回 -1） | "hello".indexOf("l"); // 2 |
lastIndexOf(String s) | 查找子串最后出现索引 | "hello".lastIndexOf("l"); // 3 |
substring(int start) | 从 start 截取到末尾 | "hello".substring(2); // "llo" |
substring(int start, int end) | 截取 [start, end) 区间 | "hello".substring(1,3); // "el" |
trim() | 去除首尾空白（Java 11+ 用strip()更通用） | " java ".trim(); // "java" |
replace(CharSequence old, CharSequence new) | 替换所有匹配子串 | "java".replace("a", "o"); // "jovo" |
split(String regex) | 按正则分割字符串 | "a,b,c".split(","); // ["a","b","c"] |
toLowerCase()/toUpperCase() | 转小写 / 大写 | "Java".toLowerCase(); // "java" |
isEmpty()/isBlank() | 判断空字符串（Java 11+isBlank()包含空白） | " ".isBlank(); // true |
concat(String str) | 拼接字符串（等价于+，但效率低） | "a".concat("b"); // "ab" |
三、内存与性能优化
1. 避免频繁拼接（+号）
循环中使用+拼接字符串会创建大量临时对象，效率极低。推荐使用StringBuilder（非线程安全）或StringBuffer（线程安全）：
// 低效 String s = ""; for (int i = 0; i < 1000; i++) { s += i; // 每次创建新 String } // 高效 StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < 1000; i++) { sb.append(i); // 仅操作一个字符数组 } String result = sb.toString();2.intern()方法
手动将堆中的 String 对象加入常量池，复用引用：
String s1 = new String("java"); String s2 = s1.intern(); // 将 s1 内容加入常量池并返回常量池引用 String s3 = "java"; System.out.println(s2 == s3); // true适用场景：大量重复字符串（如数据库返回的重复字段），减少内存占用。
3. Java 9 优化：byte[]替代char[]
Java 9 前，String用char[]存储（每个字符占 2 字节）；Java 9 后，根据字符编码自动选择byte[]（Latin-1 占 1 字节，UTF-16 占 2 字节），节省内存。
四、常见陷阱
1.==vsequals()
==：比较对象引用（是否指向同一内存地址）；equals()：比较字符串内容（String 重写了equals()方法）。
String s1 = new String("abc"); String s2 = new String("abc"); System.out.println(s1 == s2); // false（不同对象） System.out.println(s1.equals(s2)); // true（内容相同）2. 空指针风险
调用null的 String 方法会抛出NullPointerException，建议先判空：
String s = null; // 错误：NPE // s.equals("abc"); // 正确：常量在前，或先判空 "abc".equals(s); // false Objects.nonNull(s) && s.equals("abc"); // 更严谨3.substring()内存泄漏（Java 7 前）
Java 7 前，substring()会复用原字符串的char[]，即使截取小片段，也会持有原大字符串的引用，导致内存泄漏。Java 7+ 已修复（创建新的char[]）。
五、总结
String是不可变的，所有修改操作返回新对象；- 优先使用直接赋值（常量池），避免
new String()； - 拼接字符串用
StringBuilder（单线程）/StringBuffer（多线程）； - 比较内容用
equals()，比较引用用==； - 大量重复字符串用
intern()优化内存。