快速上手Java資料結構之字串

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1.字串基礎知識

串（string）是由零個或多個字元組成的有限序列，又名字串。

我們可以從這段段基本概念中知道：

• 零個或多個字元組成：說明字串的內部元素型別為字元。
• 有限：說明字串的內容長度是有一定限制的，小於一個最大範圍，但是在該範圍內，實際的長度是不確定的。
• 序列：說明字串中的相鄰字元存在前驅和後繼的關係。

在Java中沒有內建的字串型別，每個用雙引號括起來的字串都是Java中String類的一個範例。

也就是說Java中String並不是資料型別，在Java中所有的字串都是String的範例化物件。

Java中的String

Java中的String類代表字串，Java 程式中的所有字串文字（例如「abc」）都為此類的範例。

也就是說，Java程式中所有的雙引號字串，都是 String 類的物件。String 類在 java.lang 包下，所以使用的時候不需要導包！

在Java中String最重要的特點就是：

String 類是不可改變的，所以你一旦建立了 String 物件，那它的值就無法改變了。我們將這種特性稱為String的不可變性。

字串的不可變性

不可變性：當你給一個字串重新賦值之後，老值並沒有在記憶體中銷燬，而是重新開闢一塊空間儲存新值。

也就是說一旦一個String物件在記憶體中建立，它將是不可改變的，所有的String類中方法並不是改變String物件自己，而是重新建立一個新的String物件。

例如：

String s="dcm";String s="ddccmm"

當s的值發生改變之後，ddccmm這個值並沒有覆蓋dcm，只是重新開發了一個新的空間去儲存ddccmm然後將s指向它。

如果我們在實際開發中對很含有大量字元的字串進行遍歷賦值修改，會對記憶體中產生很多無法釋放的字串物件，造成記憶體垃圾。

正因為String物件的不可變性，如果需要對字串進行大量的修改、新增字元、刪除字元等操作儘量不要使用String物件，因為這樣會頻繁的建立新的物件導致程式的執行效率下降。

這時我們可以使用Java中另外一個字串類StringBuilder。

我們在做題的時候關於字串一般用的都是String類，但是考慮到我們有時候也會用到StringBuilder類這裡我就對StringBuilder類進行稍微細緻一點的講解。

2.StringBuilder類

StringBuilder 是一個可變的字串類，我們可以把它看成是一個容器，這裡的可變指StringBuilder物件中的內容是可變的。

2.1 StringBuilder類常用的方法

可以看出來，構建一個StringBuilder的物件只能使用它的構造方法來構造，不像String一樣可以直接String s= "123"來建立

因為StringBuilder類物件是可變的，所以當我們對一個字串需要進行改變比較多的時候一般定義為StringBuilder類。

2.2 String和StringBuilder的區別

String 物件是不可改變的。每次使用String 類中的方法之一時，都要在記憶體中建立一個新的字串物件，這就需要為該新物件分配新的空間。

StringBuilder物件是動態物件，允許擴充它所封裝的字串中字元的數量，但是您可以為它可容納的最大字元數指定一個值，當修改 StringBuilder 時，在達到容量之前，它不會為其自己重新分配空間。當達到容量時，將自動分配新的空間且容量翻倍。也就是說當對字串進行改變時，都是對當前物件的狀態進行更新的。

可以使用過載的建構函式之一來指定 StringBuilder 類的容量。

2.3 String類與StringBuilder類的相互轉換

String類轉換為StringBuilder類

public class String{
    public static void main(String[] args){
        String s = "baibai";
        StringBuilder s1 = new StringBuilder(s);
        System.out.println(s1);
    }}

StringBuilder類轉換為String類

public class String {
    public static void main(String[] args){
        StringBuilder s1 = new StringBuilder();
        //連續連線
        s1.append("abc").append("efg");
        String s = s1.toString();
        System.out.println(s);
    }}

3.初始化String類

3.1初始化String物件的兩種方法：

//方法一：直接建立
String s1= "大聰明 超牛的";
//方法二：物件建立
String s2 = new String("大聰明 超牛的"); 
String s3 = new String();//也可以建立一個空串

雖然兩種方法看起來是一樣的但是本質上是不一樣的。
String 建立的字串儲存在公共池中，而 new 建立的字串物件在堆上。那存放在公共池（常數池）與堆中有什麼不一樣嗎？

我們來舉個例子：

String s1 = "大聰明 超牛的";              // String 直接建立
String s2 = "大聰明 超牛的";              // String 直接建立
String s3 = s1;                    // 相同參照
String s4 = new String("大聰明 超牛的");   // String 物件建立
String s5 = new String("大聰明 超牛的");   // String 物件建立
System.out.println(System.identityHashCode(s1));
System.out.println(System.identityHashCode(s2));
System.out.println(System.identityHashCode(s3));
System.out.println(System.identityHashCode(s4));
System.out.println(System.identityHashCode(s5));

輸出：

可見前三個字串的地址相同，後兩個各不相同！

這是因為直接建立的字串時，會先在公共池中找有沒有這樣的字串，如果有那就將參照直接指向它，而不去開發新的空間。在這裡s1，s2，s3這三個參照指向了公共池中的同一塊記憶體。

物件建立時，每次都會在堆上開新的空間來存放字串，也就是說s4，s5分別指向在堆上的兩塊不同的記憶體，只不過這兩塊記憶體裡面都儲存著相同的東西。

4.String類常用API

這裡再次強調一下，我們在做題的時候遇到關於字串相關題目我們幾乎都是使用String類來解決問題，除了在字串進行大量更改時我們可能會暫時用到StringBuilder類。

這裡的暫時就是我們在對字串更改等操作之後一般還是要把字串轉換為String類的。

所以我們要學習的API主要還是String類的API。對應刷題我StringBuilder的API我們只需要學習上面提到的兩個就夠了。

String 類在 java.lang 包下，所以使用的時候不需要導包！

4.1 基本資料型別轉換成字串

有三種辦法：

（1）基本型別資料的值+「」 (最常用，最簡單)；
（2）使用包裝類中的靜態方法 static String toString(int i)返回一個表示指定整數的String 物件。如：在Integer中：Integer.toString(6)；
（3）使用String類中的靜態方法 static String valueOf(int i) 返回int 引數的字串表示形式。如：String.valueOf(6)；

String 類別中已經提供了將基本資料型態轉換成String 的 static 方法也就是 String.valueOf() 這個引數多載的方法 :

String.valueOf(boolean b) 
//將 boolean 變數 b 轉換成字串 
String.valueOf(char c) 
//將 char 變數 c 轉換成字串 
String.valueOf(char[] data)
//將 char 陣列 data 轉換成字串 
String.valueOf(char[] data, int offset, int count)
//將char陣列data中由data[offset]開始取 count個元素轉換成字串 
String.valueOf(double d)
//將 double 變數 d 轉換成字串 
String.valueOf(float f)
//將 float 變數 f 轉換成字串 
String.valueOf(int i)
//將 int 變數 i 轉換成字串 
String.valueOf(long l)
//將 long 變數 l 轉換成字串 
String.valueOf(Object obj)
//將 obj 物件轉換成 字串, 等於 obj.toString()

因為是靜態方法所以不需要範例化。

4.2 字串轉換為基本資料型別

一般使用包裝類的靜態方法parseXX("字串")

要將 String 轉換成基本資料型別大多需要使用基本資料型態的包裝類別，如：String 轉換成 byte可以使用 Byte.parseByte(String s)

Byte.parseByte(String s)
//將 s 轉換成 byte 
Byte.parseByte(String s, int radix)
//以 radix 為基底 將 s 轉換為 byte
Double.parseDouble(String s)
//將 s 轉換成 double 
Float.parseFloat(String s)
//將 s 轉換成 float  
Integer.parseInt(String s)
//將 s 轉換成 int 
Long.parseLong(String s)
//將 s 轉換成 long

注意這裡也是靜態方法，只不過都是對應包裝類的靜態方法

4.3 使用length()得到一個字串的字元個數

int len = String.length();

4.4 使用toCharArray() 將一個字串轉換成字元陣列

Char[] arr = String.toCharArray();

4.5 判斷兩個字串的內容是否相等返回true/false

String1.equals(String2);//區分大小寫
String1.equalsIgnoreCase(String2);//不區分大小寫

4.6 與位置相關的字串

charAt(int)//得到指定下標位置對應的字元
indexOf(String)//得到指定內容第一次出現的下標
lastIndexOf(String)//得到指定內容最後一次出現的下標

4.7 將一個字串按照指定內容劈開split(String) ，返回字串陣列。

String s = "wa,dcm,nb!";
String[] str = s.split(",");//返回結果中str[1]=dcm

4.8 contains(String) 判斷一個字串裡面是否包含指定的內容，返回true/false

Boolean a = String1.contains(String2)

4.9 使用substring()擷取字串，返回子串

String.substring(int)//從指定下標開始一直擷取到字串的最後
String.substring(int,int)//從下標x擷取到下標y-1對應的元素

4.10 字串大小寫轉換

String.toUpperCase()
//將一個字串全部轉換成大寫
String.toLowerCase()//將一個字串全部轉換成小寫

4.11 使用replace()進行字串內容替換

String.replace(String,String)
//將某個內容全部替換成指定內容
String.replaceAll(String,String)
//將某個內容全部替換成指定內容，支援正則
String.repalceFirst(String,String)
//將第一次出現的某個內容替換成指定的內容

5.字串進階練習

387. 字串中的第一個唯一字元

題解：

把字串的單個字元轉化為對應陣列下標，遍歷一遍字串獲得26個字母分別出現幾次。然後在遍歷一遍字串看哪個字元先出現次數為1，就輸出對應下標。

class Solution {        
    public int firstUniqChar(String s) {
        int len = s.length();
        int[] vis = new int[26];
        int temp = -1;
        for(int i = 0; i < len; i ++) {
            vis[s.charAt(i) - 'a'] ++;
        }
        for(int i = 0; i < len; i ++) {
            if(vis[s.charAt(i) - 'a'] == 1) {
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }}

或者我們也可以把字串先轉換為字元陣列來解題，原理都是一樣的！

class Solution {
    public int firstUniqChar(String s) {
        int[] arr = new int[26];
        char[] chars = s.toCharArray();
        for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
            arr[chars[i] - 'a']++;
        }
        for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
            if (arr[chars[i] - 'a'] == 1) {
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }}

推薦學習：《》

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