Java 常用 API（一）：String 与 StringBuilder

前言

从这篇开始进入Java 常用 API。这一篇关于两个最高频的类：String和StringBuilder。

String 是 Java 里用得最多的类，没有之一。期待和你的一起进步

一、String 的不可变性

1.1 什么是不可变性？

String 对象一旦创建，它的内容就不能被修改。

java

String s = "hello"; s = "world"; // 这不是修改，是重新指向了一个新对象

看起来s变了，但实际上：

• 原来的"hello"对象还在，没变

• 新的"world"对象被创建

• s重新指向了"world"

1.2 为什么不可变？

看 String 的源码：

java

public final class String { private final char[] value; // JDK 8 // private final byte[] value; // JDK 9+ }

两个关键点：

1. class 用 final 修饰：不能被继承，防止子类破坏不可变性

2. value 数组用 final 修饰：引用不能变，且 String 内部不提供修改数组的方法

1.3 代码验证

java

String s1 = "hello"; String s2 = s1; s1 = s1 + " world"; System.out.println(s1); // hello world System.out.println(s2); // hello

s1拼接后指向了新对象，s2还是指向原来的"hello"，不受影响。

1.4 我的理解

String 就像刻在石头上的字。你想改，改不了，只能重新刻一块新的石头，然后把牌子指过去。

核心一句话：String 内容不可变，任何"修改"都是创建新对象。

二、字符串常量池

2.1 什么是字符串常量池？

字符串常量池（String Pool）是 JVM 在堆内存中开辟的一块区域，专门用来存放字符串字面量。

2.2 两种创建方式的区别

java

String s1 = "hello"; // 直接赋值，走常量池 String s2 = new String("hello"); // new 创建，走堆内存

内存结构：

text

栈内存 常量池（堆中） 堆内存 +------+ +------------+ +----------------+ | s1 | --> | "hello" | <----| new String 对象 | +------+ +------------+ +----------------+ | s2 | ----------------------->| value -> "hello"| +------+ +----------------+

2.3 代码验证

java

String s1 = "hello"; String s2 = "hello"; String s3 = new String("hello"); System.out.println(s1 == s2); // true，都指向常量池同一个对象 System.out.println(s1 == s3); // false，s3 是堆里的新对象

2.4 常量池的好处

1. 节省内存：相同字面量只存一份

2. 提高效率：直接复用，不用重新创建

2.5 我的理解

常量池就像公共图书馆。你说"我要《如何让富婆爱上我》这本书"，管理员先看看书架上有没有，有就直接给你（复用），没有才去买一本放上去。

new String("hello")就像你自己复印了一本，虽然内容一样，但和图书馆那本不是同一本。

核心一句话：字面量走常量池，new 走堆内存。

三、String 的 equals 与 == 的区别

3.1 区别

3.2 代码示例

java

String s1 = "hello"; String s2 = "hello"; String s3 = new String("hello"); System.out.println(s1 == s2); // true，同一对象 System.out.println(s1 == s3); // false，不同对象 System.out.println(s1.equals(s3)); // true，内容相同

3.3 equals 源码

java

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; }

先比地址，地址相同直接返回 true；地址不同再逐个字符比较。

3.4 我的理解

==就是"是不是同一本书"，equals就是"内容是不是一样"。

你和同学各拿一本《Java 入门》，==问的是"你俩拿的是不是同一本"，equals问的是"你俩书的内容是不是一样"。

核心一句话：== 比地址，equals 比内容，字符串比较一律用 equals。

四、String 的构造方法

4.1 常用构造方法

4.2 代码示例

java

// 空字符串 String s1 = new String(); System.out.println(s1); // "" // 复制 String s2 = new String("hello"); System.out.println(s2); // hello // 字符数组 char[] chars = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'}; String s3 = new String(chars); System.out.println(s3); // hello // 字符数组的一部分 String s4 = new String(chars, 1, 3); System.out.println(s4); // ell // 字节数组 byte[] bytes = {104, 101, 108, 108, 111}; String s5 = new String(bytes); System.out.println(s5); // hello

4.3 我的理解

构造方法就是给你多种方式去造一个 String。可以用字符数组造，可以用字节数组造，也可以复制一个现成的。

核心一句话：String 构造方法支持空串、复制、字符数组、字节数组等多种创建方式。

五、String 常用 API

5.1 判断类

5.2 获取类

5.3 转换类

5.4 分割与拼接

5.5 代码示例

java

String s = " Hello, World "; System.out.println(s.length()); // 16 System.out.println(s.trim()); // "Hello, World" System.out.println(s.trim().toLowerCase()); // "hello, world" System.out.println(s.contains("World")); // true System.out.println(s.trim().charAt(0)); // 'H' System.out.println(s.trim().substring(0, 5));// "Hello" System.out.println(s.trim().indexOf("o")); // 4 String[] parts = "a,b,c".split(","); System.out.println(Arrays.toString(parts)); // [a, b, c] String joined = String.join("-", "a", "b", "c"); System.out.println(joined); // a-b-c

5.6 我的理解

String 的 API 分四类：判断、获取、转换、分割拼接。不用全背，记住常用的就行，其余的用的时候查文档。

核心一句话：String API 分判断、获取、转换、分割拼接四类。

六、StringBuilder 的作用和意义

6.1 为什么需要 StringBuilder？

String 是不可变的，每次拼接都会创建新对象：

java

String s = ""; for (int i = 0; i < 1000; i++) { s += i; // 每次循环都创建新 String 对象 }

上面这段代码，循环 1000 次，创建了 1000 个 String 对象，效率极低。

用 StringBuilder：

java

StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < 1000; i++) { sb.append(i); // 始终操作同一个对象 } String s = sb.toString();

6.2 StringBuilder 的特点

1. 可变：内部维护一个 char 数组，可以动态扩容

2. 高效：拼接时不会创建新对象

3. 非线程安全：多线程环境下可能出问题

6.3 我的理解

String 像刻石头，改一次就得重新刻一块。StringBuilder 像白板，可以反复擦写，效率高得多。

核心一句话：StringBuilder 可变，适合频繁拼接；String 不可变，适合少量固定字符串。

七、StringBuilder 常用方法

7.1 常用 API

7.2 代码示例

java

StringBuilder sb = new StringBuilder("hello"); sb.append(" world"); // hello world sb.insert(0, "say: "); // say: hello world sb.delete(0, 5); // hello world sb.replace(0, 5, "HELLO"); // HELLO world sb.reverse(); // dlrow OLLEH System.out.println(sb.toString());

7.3 链式调用

append、insert、delete等方法都返回this，所以可以链式调用：

java

String result = new StringBuilder() .append("Hello") .append(", ") .append("World") .append("!") .toString(); System.out.println(result); // Hello, World!

7.4 我的理解

StringBuilder 的方法大多返回自身，所以能像流水线一样一直点下去，写起来很顺。

核心一句话：StringBuilder 方法返回自身，支持链式调用。

八、StringBuilder vs StringBuffer

8.1 区别

8.2 为什么 StringBuffer 线程安全？

StringBuffer 的方法大多用synchronized修饰：

java

public synchronized StringBuffer append(String str) { // ... }

加锁保证同一时刻只有一个线程能操作，所以安全，但效率降低。

8.3 如何选择？

• 单线程：用 StringBuilder（绝大多数情况）

• 多线程：用 StringBuffer

8.4 我的理解

StringBuilder 像一个人用白板，随便写，快。StringBuffer 像多人共用白板，得排队，一次只能一个人写，安全但慢。

实际开发中，绝大多数场景是单线程，所以StringBuilder 用得更多。

核心一句话：单线程用 StringBuilder，多线程用 StringBuffer。

九、核心口诀

十、常见易错点