java内功心决之一成不变，深入理解String及其用法，字符串拼接，字符串拆分

字符串广泛应用 在Java 编程中，在 Java 中字符串属于对象，Java 提供了 String 类来创建和操作字符串。String 类是不可改变的，所以你一旦创建了 String 对象，那它的值就无法改变了，所以这一决为“一成不变”。

创建字符串

创建字符串的最简单方式：

String str = "LoveCTO";

此外，和其它对象一样，可以使用关键字“new”和构造方法来创建String对象：

String str = new String("LoveCTO");

除了这个构造方法外，jdk8中共计提供了16个String的构造方法。

String的核心

String类的核心是其内部的两个成员变量（final修饰的value字符数组和hash）：

/** The value is used for character storage. */
private final char value[];

/** Cache the hash code for the string */
private int hash; // Default to 0

String的一成不变的根源在于value字符数组是final的。hash的计算方式如下(String重写了Object的hashCode方法，使用31哈希算法)：

public int hashCode() {
    int h = hash;
    if (h == 0 && value.length > 0) {
        char val[] = value;

        for (int i = 0; i < value.length; i++) {
            h = 31 * h + val[i];
        }
        hash = h;
    }
    return h;
}

比较两个字符串是否相同，使用String重写的equals方法：

public boolean equals(Object anObject) {
    if (this == anObject) {
        return true;
    }
    if (anObject instanceof String) {
        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;
}

先比较两个字符串对象是否是同一个，再比较是否都是String对象，再看字符串长度是否相同，最后再逐个字符比较。

String常用方法

下面列举几个常用的String类的方法:

//是否以某个字符串作为前缀
public boolean startsWith(String prefix);
//是否以某个字符串作为后缀
public boolean endsWith(String suffix);
//查找子字符串的位置，未查找到返回-1
public int indexOf(String str);
//字符串截取
public String substring(int beginIndex);
//字符串范围截取
public String substring(int beginIndex, int endIndex);
//字符串中是否包含字符序列s
public boolean contains(CharSequence s);
//字符串子串替换
public String replace(CharSequence target, CharSequence replacement);
//告知此字符串是否匹配给定的正则表达式
public boolean matches(String regex);
//使用指定的格式字符串和参数返回一个格式化字符串
public static String format(String format, Object... args);
//使用给定的replacement替换此字符串所有匹配给定的正则表达式的子字符串
public String replaceAll(String regex, String replacement);
//使用给定的replacement替换此字符串匹配给定的正则表达式的第一个子字符串
public String replaceFirst(String regex, String replacement);
//将指定字符串连接到此字符串的结尾
public String concat(String str);
//根据给定正则表达式的匹配拆分此字符串
public String[] split(String regex);

更多可参考 JAVA String API 8 英文，JAVA String API 6 中文。

字符串拼接大比拼

1. 直接用“+”号
2. 使用String的方法concat
3. 使用StringBuilder的append
4. 使用StringBuffer的append
5. 使用String.join（JAVA8）
6. 使用String.format
7. 使用StringJoiner（JAVA8）

上面4种拼接方式性能对比：

1. 无论如何直接用“+”号连接字符串都是最慢的
2. 在拼接少数字符串（不超过4个）的时候，concat效率是最高的
3. 多个字符串拼接的时候，StringBuilder/StringBuffer的效率是碾压的
4. 在不需要考虑线程安全问题的时候，使用StringBuilder的效率比StringBuffer更高
5. String.join内部使用的是StringJoiner，效率优于“+”和concat，代码更简洁
6. String.format内部基于StringBuilder，效率优于“+”和concat，类似C语言
7. StringJoiner内部原理是StringBuilder，java8新特性，可使代码更加简洁

字符串拆分/字符串分割大比拼

1. String的split
2. StringTokenizer

StringTokener.hasMoreElement和String.split（String.split是用正则表达式匹配，所以不使用KMP字符串匹配算法）用的都是按顺序遍历的算法，时间复杂度O(m*n)，较高。

不过StringTokener是一边按顺序遍历，一边返回每个分组；而Spring.split是全部分组完成，再返回字符串数组。这个区别不大，但是如果我们不需要全部都分组，只需要某个分组的字符串，那么StringTokener性能会好点。