Java字符串操作全解析：语法、示例与应用场景

引言

在Java算法题和日常开发中，字符串处理是必备的核心技能。本文全面梳理Java中字符串的常用操作语法，结合代码示例、应用场景和避坑指南，可快速掌握字符串处理技巧，轻松应对笔试面试高频题目。

1. 基础操作

1.1 创建字符串

// 方式1：直接赋值（推荐）
String s1 = "Hello";

// 方式2：构造函数
String s2 = new String("Hello");

特点：

• 直接赋值会复用字符串常量池对象，内存更高效

• new会强制创建新对象，地址不同

1.2 获取长度

int len = s1.length();  // 5

应用场景：遍历字符串、判空操作

注意：空字符串""的长度为0

1.3 访问字符

char c = s1.charAt(1);  // 'e'

经典应用：回文串判断

// 判断回文示例
public boolean isPalindrome(String s) {
    int left = 0, right = s.length() - 1;
    while (left < right) {
        if (s.charAt(left++) != s.charAt(right--)) return false;
    }
    return true;
}

2. 字符串处理

2.1 子字符串提取

// 截取从索引1到末尾
String sub1 = s1.substring(1);   // "ello"

// 截取索引1到3（左闭右开）
String sub2 = s1.substring(1, 3); // "el"

应用场景：

• 提取文件名后缀

• 解析特定格式字符串（如日期）

2.2 字符串拼接

// 方式1：+运算符（编译时优化）
String s3 = s1 + " World!"; 

// 方式2：concat方法
String s4 = s1.concat(" World!");

// 方式3：StringBuilder（高效）
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append(s1).append(" World!");
String result = sb.toString();

性能对比：

• 单次拼接：+更简洁

• 循环拼接：必须用StringBuilder

2.3 字符串查找

// 查找字符位置
int index1 = s1.indexOf('e');       // 1
int lastIndex = s1.lastIndexOf('l'); // 3

// 查找子串位置
int index2 = s1.indexOf("llo");     // 2

返回值：找到返回索引，未找到返回-1

2.4 字符串替换

// 简单替换
String s5 = s1.replace('l', 'L'); // "HeLLo"

// 正则替换（所有元音替换为*）
String s6 = s1.replaceAll("[aeiou]", "*"); // "H*ll*"

注意：

• replaceAll第一个参数是正则表达式

• 特殊字符需转义，如replaceAll("\\+", "-")

3. 高级操作

3.1 字符串分割

// 按逗号分割
String[] arr1 = "a,b,c".split(","); // ["a", "b", "c"]

// 按点分割（需转义）
String[] arr2 = "a.b.c".split("\\.");

应用场景：解析CSV数据、日志分析

3.2 类型转换

// 字符串 ↔ 字符数组
char[] chars = s1.toCharArray(); 
String s7 = new String(chars); 

// 其他类型 → 字符串
String s8 = String.valueOf(123);   // "123"
String s9 = Integer.toString(456); // "456"

3.3 正则匹配

// 验证是否全数字
boolean isNumber = "123".matches("\\d+"); // true

// 提取邮箱格式
String email = "test@example.com";
boolean isValid = email.matches("[a-zA-Z0-9]+@[a-z]+\\.[a-z]{2,3}");

应用场景：数据校验、格式检查

4. 性能优化

4.1 选择合适的数据结构

4.2 高效操作示例

案例：反转字符串

// 方法1：StringBuilder
public String reverse1(String s) {
    return new StringBuilder(s).reverse().toString();
}

// 方法2：字符数组
public String reverse2(String s) {
    char[] arr = s.toCharArray();
    int left = 0, right = arr.length - 1;
    while (left < right) {
        char temp = arr[left];
        arr[left++] = arr[right];
        arr[right--] = temp;
    }
    return new String(arr);
}

5. 总结

关键知识点

1. 不可变性：String对象创建后不可修改，修改操作会生成新对象

2. 比较原则：内容比较必须用equals()，==比较对象地址

3. 性能陷阱：避免在循环中使用+拼接字符串

4. 工具选择：根据场景选择String/StringBuilder/StringBuffer

高频算法题应用

• 字符串反转：使用双指针或StringBuilder

• 子串查找：KMP算法（可结合indexOf优化）

• 括号匹配：栈+字符遍历

掌握这些字符串操作技巧，能显著提升算法题的解决效率。建议结合LeetCode等平台的字符串分类题目进行实战练习（如LeetCode 344. 反转字符串）。