字符串常用操作

这是什么：String（字符串） = Java 里表示一串文字的类型（首字母大写、用双引号），自带一整套好用的方法。

为什么用：注册时校验手机号、搜索框过滤关键词、把一堆数据拼成一条日志——程序世界里一半的日常活在字符串上。不专门学一手，干活时就得反复翻文档。

如何用：本章先讲清 String 为什么「不可变」，再把常用方法一次练全，最后记住别用 == 比较字符串。

String 是"不可变"的

String s = "hello";
s.toUpperCase();           // 白调了！
System.out.println(s);     // 还是 hello

s = s.toUpperCase();       // 要用变量"接住"新字符串
System.out.println(s);     // HELLO

输出：

hello
HELLO

String 的每个方法都不修改原字符串，而是返回一个新字符串——所以必须接住返回值。这叫"不可变"（immutable），Java 有意为之，更安全。

为什么这么设计？两个理由。其一，安全：字符串常用来存用户名、路径、密码这类关键信息，如果谁拿到手都能改两笔，传递过程中就充满了惊吓；不可变意味着"原件永远锁在保险柜里，给出去的都是复印件"。其二，复用：正因为没人能改它，Java 敢把相同的字面量放进一个公共池子里（字符串常量池），写两次 "hello"，内存里其实只有一份，大家共用——省内存，也不会有"改了一个影响另一个"的副作用。

代价则是效率：每次"修改"都造一个新对象。偶尔改改无所谓，循环里拼几百次就很奢侈了——这正是本章后面 StringBuilder 出场的理由。

常用方法一览

public class StringDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "Hello Java";

        System.out.println(str.length());         // 长度（带括号，是方法！）
        System.out.println(str.charAt(0));        // 取下标 0 的字符
        System.out.println(str.substring(6));     // 从下标 6 截到结尾
        System.out.println(str.substring(0, 5));  // 截取 [0, 5) 这段
        System.out.println(str.indexOf("Java"));  // 查位置，找不到返回 -1
    }
}

输出：

10
H
Java
Hello
6

这张表是最常用的 5 个，再补充一批高频选手，凑成完整工具箱：

注意 charAt 返回的是 char（单引号的单字符），而 substring 返回的是 String（双引号的字符串）——一个字符和一串字符在 Java 里是两种类型，这也呼应了变量章的 char 与 String 之别。

下标规则要刻进脑子：字符串下标从 0 开始，substring(0, 5) 取的是下标 0、1、2、3、4——含头不含尾。这样设计有个好处：substring(a, b) 的长度永远等于 b - a，掐指一算就知道。

血泪警告：比较字符串别用 ==

String a = "java";
String b = new String("java");

System.out.println(a == b);        // false！== 比的是"是不是同一个对象"
System.out.println(a.equals(b));   // true，比的是"内容一不一样"

== 比较的是两个变量是否指向同一个对象，不是内容！比字符串内容永远用 equals。这个坑坑过无数人，包括工作多年的老手。

展开讲讲原理。变量存的不是字符串本身，而是"对象的地址"（相当于门牌号）。== 比的是两张门牌号是不是同一栋楼；equals 比的是楼里的住户名单是否一模一样。上面 b 是 new 出来的新对象——虽然内容和 a 一模一样，但它是"隔壁新盖的同名楼"，门牌号不同，== 判 false。

更迷惑的是，两个字面量比较时 == 有时碰巧是 true：

String x = "java";
String y = "java";
System.out.println(x == y);   // true！两个字面量共用常量池里的同一个对象

别被它骗了——这是常量池复用带来的"巧合"，一旦哪边换成拼接、new、方法返回值，结果立刻翻脸。结论只有一条：比内容，写 equals，无例外。 顺带一个加分写法：拿"确定的字面量"去调用 equals，比如 "admin".equals(input)——即使 input 是 null 也只会返回 false，不会让程序崩掉。

拼接很多次？用 StringBuilder

+ 拼接在循环里拼几百次时效率低（每次都造新字符串），这时换 StringBuilder：

public class SbDemo {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 1; i <= 3; i++) {
            sb.append("第").append(i).append("名 ");
        }
        System.out.println(sb);
    }
}

输出：

第1名 第2名 第3名

为什么快？字符串不可变，用 + 拼一次就要"造新串、抄内容、扔旧串"折腾一轮，循环 1000 次就是 1000 轮搬家。StringBuilder 则是一个可以反复涂改的草稿本：append 直接在原文后面续写，不用搬家，写完再用 toString() 一次性定稿。

StringBuilder 的常用方法：

StringBuilder sb = new StringBuilder("abcdef");
sb.reverse();                        // 反转
System.out.println(sb);              // fedcba
System.out.println(sb.length());     // 6

选型口诀：拼两三下用 +，直观；循环里拼、拼的次数不定，换 StringBuilder。

格式化输出：printf

拼字符串还有第三种武器——printf 格式化输出，用占位符搭好模板，再把值填进去：

public class FormatDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String name = "呱小吉";
        double score = 92.567;
        System.out.printf("%s 的成绩是 %.1f 分%n", name, score);
    }
}

输出：

呱小吉 的成绩是 92.6 分

对比 + 拼接，printf 的模板一目了然，尤其适合"一句话里塞多个值"的场景。综合练习章的 BMI 计算器就用它保留一位小数，提前混个脸熟。

逐字符处理：length + charAt 组合拳

有了 length() 和 charAt()，就能用循环把字符串"拆开逐个看"——统计字母个数、逐位校验格式都靠这招：

public class CountDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String word = "ribbit";
        int count = 0;
        for (int i = 0; i < word.length(); i++) {
            if (word.charAt(i) == 'b') {
                count++;
            }
        }
        System.out.println("b 出现了 " + count + " 次");
    }
}

输出：

b 出现了 2 次

套路和数组遍历一模一样：下标从 0 走到 length() - 1，用 charAt(i) 取出当前位置的 char。注意比较单个字符用 == 就行（char 是基本类型），别和字符串的 equals 规则搞混——char 用 ==，String 用 equals，这组对比是高频考点。

❓ 常见问题

Q1：数组长度是 length 没括号，字符串长度是 length() 有括号，为什么？

数组把长度当一个"随身属性"直接读；字符串把长度当"问一句答一句"的方法调用。设计历史原因造成的不一致，死记即可：数组不带括号，字符串带括号。面试爱考，日常爱忘，忘了就靠编译器提醒。

Q2：怎么把字符串 "123" 变成能计算的数字 123？

用 Integer.parseInt("123")，返回 int；小数用 Double.parseDouble("1.5")。反过来，任何类型和字符串做 + 拼接都会自动变成字符串。这组转换在"读用户输入再计算"的场景天天用。

Q3："a,b,c".split(",") 是干什么的？

按逗号切开，返回一个字符串数组：["a", "b", "c"]。配合数组章的遍历就能逐项处理——拆日志、解析 CSV 这类活全靠它。

Q4：indexOf 返回 -1 是什么暗号？

"没找到"的约定返回值。判断"包不包含"既可以用 contains（返回 boolean），也可以用 indexOf(...) != -1。看到 -1，第一反应就是"查找落空"。

Q5：字符串能用 for (char c : s) 这种增强 for 遍历吗？

不能，这是 String 和数组的一个差别：数组支持增强 for，String 不支持。想逐字符遍历，用刚才的组合拳 for (int i = 0; i < s.length(); i++) { char c = s.charAt(i); }。Java 后续版本也提供了更现代的遍历方式，但掌握了下标遍历，走到哪都不慌。

⚠️ 新手翻车现场

翻车一：调用了方法却没接返回值

String name = " frog ";
name.trim();                          // 白调了
System.out.println(name.length());    // 6，不是 4

问题：trim() 返回去掉空格的新串，但没人接住，原串纹丝不动——不可变规则的第一次实操翻车。

修正：name = name.trim(); 用变量接住新字符串。

翻车二：substring 下标越界

String s = "hi";
System.out.println(s.substring(1, 5));   // ❌ 运行时炸了

完整报错：

Exception in thread "main" java.lang.StringIndexOutOfBoundsException:
  begin 1, end 5, length 2

问题：字符串长度是 2，substring(1, 5) 却想取到下标 4——编译能过，运行时才炸。报错信息把 begin、end、length 三个数都告诉你了，对照着改。

修正：截取前先确认 end <= s.length()，拿不准就用 Math.min(end, s.length()) 兜底。

翻车三：null 上调方法，程序当场去世

String input = null;
System.out.println(input.length());   // ❌ NullPointerException

完整报错：

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException

问题：null 的意思是"这变量没指向任何对象"，对空气调用方法自然崩。这是 Java 出勤率最高的运行时异常。

修正：调用前判断 if (input != null)；比较内容时用 "确定值".equals(可能为null的变量) 的保险写法。

🎯 什么时候用什么招

📝 本章小结

• String 不可变：所有方法返回新串，必须接住返回值
• 常用方法：length、charAt、substring（含头不含尾）、indexOf、replace、trim、contains
• 比较内容永远用 equals，== 比的是对象地址，坑过无数人
• 循环拼接用 StringBuilder：append 续写，toString 定稿
• printf 占位符 %s %d %.1f 让输出模板化
• 记忆口诀：字符串不可变，方法返回新串要接住；比内容用 equals，== 是坑；循环拼接找 StringBuilder。

记忆锚点：String 是"复印店"——原稿锁死不给改，每个方法都给你复印一份改好的；StringBuilder 是你的草稿本，随便涂改最后誊一次；== 查的是两份复印件是不是同一张纸，equals 查的是字迹内容。

动手改

1. 判断你的英文名里有没有字母 a（提示：indexOf 返回 -1 就是没找到）
2. 把 "abcdef" 截取成 "cde"（提示：想想下标）
3. 对比 a.equals("JAVA") 和 a.equalsIgnoreCase("JAVA") 的区别
4. 用 split 把 "青蛙,游泳,荷叶" 切成数组并逐项打印
5. 用 StringBuilder 把你的名字反转过来输出，再用 printf 打印一行"反转结果：xxx"

下一章：综合练习，把所学串成一个真工具 🐸