J&C：字符串：值类型？/ 池 / 常用方法 / StringBuilder / 正则·源栈课堂·一起帮

J&C：字符串：值类型？/ 池 / 常用方法 / StringBuilder / 正则

当前系列： J&C

字符串（String/string）是非常特别的，值得单独一讲。

首先我们要知道，它是由class定义的引用类型。（演示转到定义&复习：值类型和引用类型）

但是，字符串的一系列行为表现得就像值类型一样！

比较

一般来说，如果是（演示）

引用类型，==运算符会比较两个对象的堆地址；但
值类型，==运算符直接比较两个对象的值

我们看看string的比较：

String fg = "飞哥";
String dfg = "飞哥";
//String dfg = new String("飞哥");

System.out.println(fg == dfg);

如果没有new String()捣乱，我们可以简单（但实际上错误）的理解为：String就像值类型一样……

但真正正确的答案是：fg和dfg就真的指向了同一对象！

eclipse演示：fg和dfg具有同一/不同的id（C#查看地址更方便）

字符串池

在编译（注意：是编译的时候，不是运行的时候）的时候，编译器会设置一个字符串池（pool）。

每次要实例化一个新字符串的时候，首先在池中进行检查：

如果池中已经有完全相同的字符串，直接将这个字符串的堆地址赋值给新变量；否则
实例化这个字符串，然后放到字符串池里

这样，就可以节省很多的堆空间，尤其是当相同的字符串非常多的时候。

PPT动画演示：

“池”这种优化技术，我们以后还会多次接触到。^_^

C#演示

C#中“堵漏”堵得更严：

new String()被优化到编译时
== 被运算符重载，就只比较值

所以需要通过

String dfg = string.Join("", "飞", "哥");

配合使用指针查看地址确认：

imutable：不可更改

@想一想@：既然使用了池，多个变量可以指向同一个对象，那么如果修改一个变量（所对应这个对象），岂不是要影响所有其他（指向这个对象的）变量？

但实际上，这是不可能的：

没法修改

你没有办法修改一个字符串，因为它：

所有字段都是私有的
所有属性（如果有的话）都是只读的
没有任何可以修改String对象本身的方法
最后连String类是不可继承的（final/sealed）（@想一想@：这又是为什么？）

查看源图像

PS：所有包装类也都这样，这种类被称之为不可更改类。

改变String的方法

替换：replace

String newGreet = greet.replace('一', '1');
String newGreet = greet.replace("一起帮", "17bang");

截取：subString

String newGreet = greet.substring(4);
String newGreet = greet.substring(0, 3);

大小写转换：toUpper/toLower（C#中没有Case后缀）

String newGreet = greet.toUpperCase();
String newGreet = greet.toLowerCase();

修剪前后空白字符：trim
```
String newGreet = greet.trim();
```

注意：所有的方法都不会改变字符串slagan本身，而是返回一个新的字符串。（@想一想@：为什么？）

有关+=

有些爱思考的同学会说：“等等，好像+=可以修改String？”

String slagon = "大神小班，拎包入住";
slagon += "!";
System.out.println(slagon);    //大神小班，拎包入住!

@想一想@：是这样的吗？

不，这是一个重新赋值的过程，等于：

slagon = slagon + "!";

slagon完完全全的指向了另外一个对象。

如果不明白这一点，你就会对下面这个方法感到迷惑：

static void change(String slagon) {
	slagon += "!";
}

方法change明明改变了传入参数slagon：调用方法：

change(slagon);
System.out.println(slagon);

运行的结果，slagon没变，“感觉”就像是传递了一个slagon的副本给方法say()一样——当然其实并不一样。

上述代码类似于：

static void change(Person slagon) {
	slagon = new Person();
}

这样的代码会影响传入参数Person么？

无论如何，String在太多方面表现得和值类型类似，以至于JavaScript中字符串就是值类型，而C#中将string归为基本类型。

其他方法

获取字符串长度（字符个数）：length()方法（Java）/ 只读属性Length（C#）

System.out.println(slagon.length());    //Java

Console.WriteLine(slagon.Length);    //C#

字符串转字符数组（char[]）：

System.out.println(slagon.toCharArray().length); 
System.out.println(slagon.toCharArray()[0]);

这样转换之后，就可以对字符串的每个字符进行过滤筛选。

返回值为boolean值的判断，是否：

为空字符串（Empty）：

String slagon = "";
System.out.println(slagon.isEmpty());     //true

注意和null值的区分，null值调用empty会直接报空引用异常

String slagon = null;
System.out.println(slagon == null);    //正确写法

C#中使用IsNullOrEmpty()方法：

string.IsNullOrEmpty(slagon)

包含（Contains）：

System.out.println(slagon.contains("小"));

以……开始（Starts）/ 结束（Ends）

System.out.println(slagon.startsWith("大"));
System.out.println(slagon.endsWith("住"));

查找，返回int类型下标的IndexOf()和LastIndexOf()：

System.out.println(slagon.indexOf("小"));
System.out.println(slagon.lastIndexOf("小"));

此外，还有连接和拆分：

Contact：直接将字符串拼接，等价于“+”
```
System.out.println(slagon.concat("!"));
```

Join：静态方法，将多个字符串用指定字符（分隔符）连接起来

System.out.println(String.join("-", "atai", "fg", "bo"));
//结果为：atai-fg-bo

Split：Join的逆操作，将字符串按分隔符拆分

String[] names = slagon.split("-");
for (int i = 0; i < names.length; i++) {
	System.out.println(names[i]);
}

Format：内插的拼接，在一个字符串模板的基础上，插入若干字符串

//%标记需要插入的位置
//s表示字符串
//f表示浮点数（小数），.2表示显示两位小数，不指定的话默认6为
String slagon = "大神（%s）小班，拎包入住（住宿费%.2f）";

//format
System.out.println(String.format(slagon, "飞哥", 98.6));
//如果是98.6F的话且没有指定小数位数的话，会出现精度损失

PS：C#的模板格式有所区别，分部内容细讲

StringBuilder

你或许看到有这样的建议：不要使用加号（+）或concat进行字符串拼接，而总是应该使用StringBuilder。

#常见面试题：真的是这样么？#

同学们注意一定要警惕这样的绝对的简单化的论断。

你可以反过来想一想：StringBuilder和string是同时推出的，如果“用加号（+）进行字符串拼接”真的不行，为什么微软要搞这么一个语法出来？

拼接的问题

虽说字符串被称之为“串”，但其实它不是像链表那样把字符一个一个串起来的，而是由一个字符数组（char[]）予以存放。

演示：查看源代码

所以，（如果没有编译器优化）两个字符串a和b的拼接的过程应该是这样的：

计算出a和b的长度，然后相加达到总长度
按总长度新生成一个新的char[]数组
将a和b的内容依次复制到新的char[]数组
将新的char[]数组合成字符串

这样的话，多个字符串的拼接就是一场灾难，比如这样的for循环代码：

String[] students = { "王新", "陈元", "彭志强" };
for (int i = 1; i < students.length; i++)
{ 
    students[0] += students[i];
}

比如说100次的循环，就会产生99次没有必要的字符串长度计算，99次没有必要的内存划分（需要new一个新的char[]），99（?）次没有必要的字符串复制……

可变长度

为了节省掉这些不必要的性能损耗，StringBuilder被引入，其工作原理是：

在StringBuilder实例化的时候，生成一个长度（capacity）或者由构造函数参数指定，或者默认为16的char[]数组
将a、b、c、d……等字符串依次往char[]数组里装，如果
char[]数组的长度不够了，StringBuilder自动扩充其capacity，生成一个双倍长度的新数组继续装
直到调用ToString()，将char[]数组转换成字符串

对比如下图所示：

String slagon = "源栈" + "，" + "欢迎您！";

StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < students.length; i++) {
    sb.append(students[i]);
    sb.append('-');
}
System.out.println(sb.toString());

转到定义演示：

StringBuilder重载的构造函数。可以使用默认的容积（capacity），也可以自己指定：
```
public StringBuilder(int capacity);
```
append()中进行了“扩容”

选择

所以，如果是大规模的字符串拼接，使用StringBuilder确实有性能上的优势。

那么为什么加号拼接仍然这么常见呢？

拼接的次数不多，StringBuilder也没有太大的性能提升；
图方便啦！^_^，代码可读性/开发效率也是要考虑的——好吧，我承认，就是懒，哈哈。

但是，你也要明白一点：懒，并不一定是坏事。尤其是对于程序员而言。

凡是涉及性能的问题，我们这已经是老生常谈了，一定要牢记几个原则：

天下没有免费的午餐
首先找到瓶颈
no profile no improvement

正则

复习：正则表达式

操作字符串最强大的工具！

用字符串存储正则表达式，可以进行：

匹配（match）
替换（replace）

捕获组（group）

作业

确保文章（Article）的标题不能为null值，也不能为一个或多个空字符组成的字符串，而且如果标题前后有空格，也予以删除
设计一个适用的机制，能确保用户（User）的昵称（Name）不能含有admin、17bang、管理员等敏感词。
确保用户（User）的密码（Password）：

长度不低于6
只能由大小写英语单词、数字和特殊符号（~!@#$%^&*()_+）三种字符组成，且每种字符至少包含一个

通过控制台读取用户输入，比如：3月，12周，100天，利用之前作业的GetDate()方法，输出指定时间段后的日期
不使用string自带的Join()方法，定义一个mimicJoin()方法，能将若干字符串用指定的分隔符连接起来，比如：mimicJoin("-","a","b","c","d")，其运行结果为：a-b-c-d
实现GetCount(string container, string target)方法，可以统计出container中有多少个target
在之前正则表达式作业-3的基础上，完成：
1. 检查有无a标签（<a ...>...</a>）的存在
2. 如果有，找出其中的href属性（href='...'中...的值）
3. 控制台逐行输出：相邻>和<之间的内容
4. 将原字符串替换为只有7.2中的内容