几个操作字符串的类

1. String

String在java编程中广泛应用，首先从源码进行分析

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {

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

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

}

从这我们可以得知，String底层是一个final类型的字符数组，所以String的值是不可变的，每次对String的操作都会生成新的String对象，造成内存浪费

那么String为什么要用final去修饰呢？

• 为了实现字符串池
• 为了线程安全
• 为了实现String可以创建HashCode不可变性

final可以修饰类，方法和变量，并且被修饰的类或方法，被final修饰的类不能被继承，即它不能拥有自己的子类，被final修饰的方法不能被重写， final修饰的变量，无论是类属性、对象属性、形参还是局部变量，都需要进行初始化操作。

在了解final的用途后，再看String为什么要被final修饰：主要是为了”安全性“和”效率“的缘故。

final修饰的String，代表了String的不可继承性，final修饰的char[]代表了被存储的数据不可更改性。但是：虽然final代表了不可变，但仅仅是引用地址不可变，并不代表了数组本身不会变,请看下面图片：

final坑.png

final也可以将数组本身改变的，这个时候，起作用的还有private，正是因为两者保证了String的不可变性。

那么为什么保证String不可变呢？

• 因为只有当字符串是不可变的，字符串池才有可能实现。字符串池的实现可以在运行时节约很多heap空间，因为不同的字符串变量都指向池中的同一个字符串。但如果字符串是可变的，那么String interning将不能实现，因为这样的话，如果变量改变了它的值，那么其它指向这个值的变量的值也会一起改变。

• 如果字符串是可变的，那么会引起很严重的安全问题。譬如，数据库的用户名、密码都是以字符串的形式传入来获得数据库的连接，或者在socket编程中，主机名和端口都是以字符串的形式传入。因为字符串是不可变的，所以它的值是不可改变的，否则黑客们可以钻到空子，改变字符串指向的对象的值，造成安全漏洞。

• 因为字符串是不可变的，所以是多线程安全的，同一个字符串实例可以被多个线程共享。这样便不用因为线程安全问题而使用同步。字符串自己便是线程安全的。

• 因为字符串是不可变的，所以在它创建的时候HashCode就被缓存了，不需要重新计算。这就使得字符串很适合作为Map中的键，字符串的处理速度要快过其它的键对象。这就是HashMap中的键往往都使用字符串。

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2. StringBuffer

StringBuffer类将所有操作字符序列的方法都添加了 synchronized 关键字来修饰，因此，StringBuffer类是线程安全的。

StringBuffer类使用了一个char数组来存储字符。该数组是一个动态的数组，当存储容量不足时，会对它进行扩容。

源码解析

• StringBuffer类被 final 所修饰，因此不能被继承。
• StringBuffer类继承于 AbstractStringBuilder类。实际上，AbstractStringBuilder类具体实现了可变字符序列的一系列操作，比如：append()、insert()、delete()、replace()、charAt()方法等。值得一提的是，StringBuilder也是继承于AbstractStringBuilder类。
• StringBuffer类实现了2个接口：
  Serializable 序列化接口，表示对象可以被序列化。
  CharSequence 字符序列接口，提供了几个对字符序列进行只读访问的方法，比如：length()、charAt()、subSequence()、toString()方法等。

 public final class StringBuffer
    extends AbstractStringBuilder
    implements java.io.Serializable, CharSequence {
 }

• 主要变量
  value、count这两个变量是定义在AbstractStringBuilder类中的。
  • toStringCache 用来缓存toString()方法返回的最近一次的value数组中的字符。当修改StringBuffer对象时会被清除。
  • value 用来存储字符序列中的字符。value是一个动态的数组，当存储容量不足时，会对它进行扩容。
  • count 表示value数组中已存储的字符数。

/**
* A cache of the last value returned by toString. Cleared
* whenever the StringBuffer is modified.
*/
private transient char[] toStringCache;

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

/**
* The count is the number of characters used.
*/
int count;

• 构造方法
  StringBuffer类提供了4个构造方法。构造方法主要完成了对value数组的初始化。其中：
  • 默认构造方法设置了value数组的初始容量为16。
  • 第2个构造方法设置了value数组的初始容量为指定的大小。
  • 第3个构造方法接受一个String对象作为参数，设置了value数组的初始容量为String对象的长度+16，并把String对象中的字符添加到value数组中。
  • 第4个构造方法接受一个CharSequence对象作为参数，设置了value数组的初始容量为CharSequence对象的长度+16，并把CharSequence对象中的字符添加到value数组中。

public StringBuffer() {
    super(16);
}

public StringBuffer(int capacity) {
    super(capacity);
}

public StringBuffer(String str) {
    super(str.length() + 16);
    append(str);
}

public StringBuffer(CharSequence seq) {
    this(seq.length() + 16);
    append(seq);
}

// AbstractStringBuilder.java
AbstractStringBuilder(int capacity) {
    value = new char[capacity];
}

追加字符串
StringBuffer 类的 append() 方法用于向原有 StringBuffer 对象中追加字符串。该方法的语法格式如下：
StringBuffer 对象.append(String str)

StringBuffer buffer = new StringBuffer("hello,");    // 创建一个 StringBuffer 对象
String str = "World!";
buffer.append(str);    // 向 StringBuffer 对象追加 str 字符串
System.out.println(buffer.substring(0));    // 输出：Hello,World!

替换字符串
StringBuffer 类的 setCharAt() 方法用于在字符串的指定索引位置替换一个字符。该方法的语法格式如下：
StringBuffer 对象.setCharAt(int index, char ch);

StringBuffer sb = new StringBuffer("hello");
sb.setCharAt(1,'E');
System.out.println(sb);    // 输出：hEllo

反转字符串
StringBuffer 类中的 reverse() 方法用于将字符串序列用其反转的形式取代。该方法的语法格式如下：
StringBuffer 对象.reverse();

StringBuffer sb = new StringBuffer("java");
sb.reverse();
System.out.println(sb);    // 输出：avaj

删除字符串
StringBuffer 类提供了 deleteCharAt() 和 delete() 两个删除字符串的方法，下面详细介绍。

• deleteCharAt() 方法
  deleteCharAt() 方法用于移除序列中指定位置的字符，该方法的语法格式如下：
  StringBuffer 对象.deleteCharAt(int index);

StringBuffer sb = new StringBuffer("She");
sb.deleteCharAt(2);
System.out.println(sb);    // 输出：Sh

• delete() 方法
  delete() 方法用于移除序列中子字符串的字符，该方法的语法格式如下：
  StringBuffer 对象.delete(int start, int end)
  其中，start 表示要删除字符的起始索引值（包括索引值所对应的字符），end 表示要删除字符串的结束索引值（不包括索引值所对应的字符）。该方法的作用是删除指定区域以内的所有字符

StringBuffer sb = new StringBuffer("hello jack");
sb.delete(2,5);
System.out.println(sb);    // 输出：he jack
sb.delete(2,5);
System.out.println(sb);    // 输出：heck

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3. StringBuilder

与StringBuffer类似，但是StringBuilder没有使用synchronized修饰