JavaSE学习day8API的使用和String的内存原理

1.API

1.1API概述

• 什么是API

  API (Application Programming Interface) &＃xff1a;应用程序编程接口

• java中的API

  指的就是 JDK 中提供的各种功能的 Java类&＃xff0c;这些类将底层的实现封装了起来&＃xff0c;我们不需要关心这些类是如何实现的&＃xff0c;只需要学习这些类如何使用即可&＃xff0c;我们可以通过帮助文档来学习这些API如何使用。

  其实之前我们已经学过两个API了&＃xff0c;只是不知道叫什么而已&＃xff0c;比如Scanner和Random这两个类就是java中比较常用的API。

1.2如何使用API帮助文档

• 打开帮助文档

• 

   最左边那个&＃xff0c;没有的同学自行下载。

• 找到索引选项卡中的输入框

• 

• 在输入框中输入Random

• 

• 看类在哪个包下&＃xff0c;可知这个类在java.util这个包下。

• 

• 看类的描述

• 

• 看构造方法

• 

• 看成员方法&＃xff0c;最左边的那一列表示方法的返回值。

• 

知识点回顾&＃xff1a;调用方法的时候&＃xff0c;如果方法有明确的返回值&＃xff0c;我们用变量接受&＃xff0c;可以手动完成&＃xff0c;也可以用快捷方式完成&＃xff0c;快捷键为&＃xff1a;Ctrl&＃43;Alt&＃43;V&＃xff0c;这个快捷键前面讲过了&＃xff0c;这里是温习。

2.String类

2.1String类概述

String 类代表字符串&＃xff0c;Java 程序中的所有字符串文字&＃xff08;例如“abc”&＃xff09;都被实现为此类的实例。也就是说&＃xff0c;Java 程序中所有的双引号字符串&＃xff0c;都是 String 类的对象。String 类在 java.lang 包下&＃xff0c;所以使用的时候不需要导包&＃xff01;

2.2String类的特点&＃xff08;看似简单实则比较抽象&＃xff0c;第一遍基本不会领悟到精髓&＃xff09;

• 字符串不可变&＃xff0c;它们的值在创建后不能被更改

• 虽然 String 的值是不可变的&＃xff0c;但是它们可以被共享

• 字符串效果上相当于字符数组( char[] )&＃xff0c;但是底层原理是字节数组( byte[] )

2.3String类的构造方法

• 常用的构造方法

  方法名	说明
  public String()	创建一个空白字符串对象&＃xff0c;不含有任何内容
  public String(char[] chs)	根据字符数组的内容&＃xff0c;来创建字符串对象
  public String(byte[] bys)	根据字节数组的内容&＃xff0c;来创建字符串对象
  String s &＃61; “abc”;	直接赋值的方式创建字符串对象&＃xff0c;内容就是abc

• 示例代码

  
  

  public class StringDemo01 {
     public static void main(String[] args) {
         //public String()&＃xff1a;创建一个空白字符串对象&＃xff0c;不含有任何内容
         String s1 &＃61; new String();
         System.out.println("s1:" &＃43; s1);
  ​
         //public String(char[] chs)&＃xff1a;根据字符数组的内容&＃xff0c;来创建字符串对象
         char[] chs &＃61; {&＃39;a&＃39;, &＃39;b&＃39;, &＃39;c&＃39;};
         String s2 &＃61; new String(chs);
         System.out.println("s2:" &＃43; s2);
  ​
         //public String(byte[] bys)&＃xff1a;根据字节数组的内容&＃xff0c;来创建字符串对象
         byte[] bys &＃61; {97, 98, 99};
         String s3 &＃61; new String(bys);
         System.out.println("s3:" &＃43; s3);//要先转换为对应的ASCII码对应的字符在赋值给该String对象
  ​
         //String s &＃61; “abc”; 直接赋值的方式创建字符串对象&＃xff0c;内容就是abc
         String s4 &＃61; "abc";
         System.out.println("s4:" &＃43; s4);
    }
  }
  

运行结果&＃xff1a;

尤其要注意第三行的结果&＃xff0c;它是先把字节数组里的十进制数字先转换为对应的ASCII码对应的字符&＃xff0c;然后再赋值给String变量。其次是注意第一行&＃xff0c;我们之前在自己设计定义类的时候&＃xff0c;打印这个类创建的对象名的时候打印的是一个地址&＃xff0c;而在String类里则不是&＃xff0c;它打印的是这个对象名所指的内容。如下&＃xff1a;

这是为什么呢&＃xff1f;这是因为String类定义的变量可以用于指向字符串对象&＃xff0c;然后操作该字符串&＃xff0c;它并不是一个地址。这个是和自己设计的类最大的区别之一。

2.4创建字符串对象两种方式的区别

• 通过构造方法创建

  通过 new 创建的字符串对象&＃xff0c;每一次 new 都会申请一个内存空间&＃xff0c;虽然内容相同&＃xff0c;但是地址值不同&＃xff0c;前面熟悉内存分配就知道怎么理解了。

• 直接赋值方式创建

  以" "方式给出的字符串&＃xff0c;只要字符序列相同(顺序和大小写)&＃xff0c;无论在程序代码中出现几次&＃xff0c;JVM 都只会建立一个 String 对象&＃xff0c;并在字符串池中维护。

上面亮点是什么意思可能有人不是很明白&＃xff0c;我举一个例子&＃xff1a;

在内存中&＃xff0c;虽然a和b创建的字符序列相同&＃xff0c;但是在内存中是属于不同的空间&＃xff0c;而c和d赋值的字符串序列相同&＃xff0c;而且又是通过直接赋值的&＃xff0c;因此在内存中只会创建“456”这一个对象。而不会创建两个对象。因此c和d这俩变量他们的地址相同。文章最后会将它的底层原理。

常用的字符串方法&＃xff1a;

 不用刻意去记这些方法&＃xff0c;要用的时候我们直接用API文档查阅即可。

2.5字符串的比较

2.5.1&＃61;&＃61;号的作用

• 比较基本数据类型&＃xff1a;比较的是具体的值

• 比较引用数据类型&＃xff1a;比较的是对象地址值&＃xff0c;注意是比较地址&＃xff01;&＃xff01;

2.5.2equals方法的作用

方法介绍
public boolean equals(String s)     比较两个字符串内容是否相同、区分大小写
示例代码
public class StringDemo02 {
   public static void main(String[] args) {
       //构造方法的方式得到对象
       char[] chs &＃61; {&＃39;a&＃39;, &＃39;b&＃39;, &＃39;c&＃39;};
       String s1 &＃61; new String(chs);
       String s2 &＃61; new String(chs);
​
       //直接赋值的方式得到对象
       String s3 &＃61; "abc";
       String s4 &＃61; "abc";
​
       //比较字符串对象地址是否相同
       System.out.println(s1 &＃61;&＃61; s2);
       System.out.println(s1 &＃61;&＃61; s3);
       System.out.println(s3 &＃61;&＃61; s4);
       System.out.println("--------");
​
       //比较字符串内容是否相同
       System.out.println(s1.equals(s2));
       System.out.println(s1.equals(s3));
       System.out.println(s3.equals(s4));
  }
}

运行结果&＃xff1a;

我想把前面内存搞懂的话&＃xff0c;这里这个结果是完全没啥问题的。通过查询API文档&＃xff0c;我们额外还知道一个字符串的比较方法&＃xff1a;equalsIgnoreCase()&＃xff0c;将此字符串与指定对象进行比较&＃xff0c;忽略大小写比较字符串。只关心字符内将是否一致!

2.6用户登录案例

2.6.1案例需求

已知用户名和密码&＃xff0c;请用程序实现模拟用户登录。总共给三次机会&＃xff0c;登录之后&＃xff0c;给出相应的提示

2.6.2代码实现

/*
   思路&＃xff1a;
       1:已知用户名和密码&＃xff0c;定义两个字符串表示即可
       2:键盘录入要登录的用户名和密码&＃xff0c;用 Scanner 实现
       3:拿键盘录入的用户名、密码和已知的用户名、密码进行比较&＃xff0c;给出相应的提示。字符串的内容比较&＃xff0c;用equals() 方法实现
       4:用循环实现多次机会&＃xff0c;这里的次数明确&＃xff0c;采用for循环实现&＃xff0c;并在登录成功的时候&＃xff0c;使用break结束循环
*/
public class StringTest01 {
   public static void main(String[] args) {
       //已知用户名和密码&＃xff0c;定义两个字符串表示即可
       String username &＃61; "itheima";
       String password &＃61; "czbk";
​
       //用循环实现多次机会&＃xff0c;这里的次数明确&＃xff0c;采用for循环实现&＃xff0c;并在登录成功的时候&＃xff0c;使用break结束循环
       for(int i&＃61;0; i<3; i&＃43;&＃43;) {
​
           //键盘录入要登录的用户名和密码&＃xff0c;用 Scanner 实现
           Scanner sc &＃61; new Scanner(System.in);
​
           System.out.println("请输入用户名&＃xff1a;");
           String name &＃61; sc.nextLine();
​
           System.out.println("请输入密码&＃xff1a;");
           String pwd &＃61; sc.nextLine();
​
           //拿键盘录入的用户名、密码和已知的用户名、密码进行比较&＃xff0c;给出相应的提示。字符串的内容比较&＃xff0c;用equals() 方法实现
           if (name.equals(username) && pwd.equals(password)) {
               System.out.println("登录成功");
               break;
          } else {
               if(2-i &＃61;&＃61; 0) {
                   System.out.println("你的账户被锁定&＃xff0c;请与管理员联系");
              } else {
                   //2,1,0
                   //i,0,1,2
                   System.out.println("登录失败&＃xff0c;你还有" &＃43; (2 - i) &＃43; "次机会");
              }
          }
      }
  }
}

这个是基础题&＃xff0c;大家慢慢练习。

2.7遍历字符串案例

2.7.1案例需求

键盘录入一个字符串&＃xff0c;使用程序实现在控制台遍历该字符串

2.7.2代码实现

/*
   思路&＃xff1a;
       1:键盘录入一个字符串&＃xff0c;用 Scanner 实现
       2:遍历字符串&＃xff0c;首先要能够获取到字符串中的每一个字符
           public char charAt(int index)&＃xff1a;返回指定索引处的char值&＃xff0c;字符串的索引也是从0开始的
       3:遍历字符串&＃xff0c;其次要能够获取到字符串的长度
           public int length()&＃xff1a;返回此字符串的长度
           数组的长度&＃xff1a;数组名.length
           字符串的长度&＃xff1a;字符串对象.length()
       4:遍历字符串的通用格式
*/
public class StringTest02 {
   public static void main(String[] args) {
       //键盘录入一个字符串&＃xff0c;用 Scanner 实现
       Scanner sc &＃61; new Scanner(System.in);
​
       System.out.println("请输入一个字符串&＃xff1a;");
       String line &＃61; sc.nextLine();
​
       for(int i&＃61;0; i            System.out.println(line.charAt(i));
      }
  }
}

注意一下的是String类型输入是nextLine()&＃xff0c;而不是nextString()。

2.8统计字符次数案例

2.8.1案例需求

键盘录入一个字符串&＃xff0c;统计该字符串中大写字母字符&＃xff0c;小写字母字符&＃xff0c;数字字符出现的次数(不考虑其他字符)

2.8.2代码实现

/*
 思路&＃xff1a;
       1:键盘录入一个字符串&＃xff0c;用 Scanner 实现
       2:要统计三种类型的字符个数&＃xff0c;需定义三个统计变量&＃xff0c;初始值都为0
       3:遍历字符串&＃xff0c;得到每一个字符
       4:判断该字符属于哪种类型&＃xff0c;然后对应类型的统计变量&＃43;1
           假如ch是一个字符&＃xff0c;我要判断它属于大写字母&＃xff0c;小写字母&＃xff0c;还是数字&＃xff0c;直接判断该字符是否在对应的范围即可
           大写字母&＃xff1a;ch>&＃61;&＃39;A&＃39; && ch<&＃61;&＃39;Z&＃39;
           小写字母&＃xff1a; ch>&＃61;&＃39;a&＃39; && ch<&＃61;&＃39;z&＃39;
           数字&＃xff1a; ch>&＃61;&＃39;0&＃39; && ch<&＃61;&＃39;9&＃39;
       5:输出三种类型的字符个数
*/
public class StringTest03 {
   public static void main(String[] args) {
       //键盘录入一个字符串&＃xff0c;用 Scanner 实现
       Scanner sc &＃61; new Scanner(System.in);
​
       System.out.println("请输入一个字符串&＃xff1a;");
       String line &＃61; sc.nextLine();
​
       //要统计三种类型的字符个数&＃xff0c;需定义三个统计变量&＃xff0c;初始值都为0
       int bigCount &＃61; 0;
       int smallCount &＃61; 0;
       int numberCount &＃61; 0;
​
       //遍历字符串&＃xff0c;得到每一个字符
       for(int i&＃61;0; i            char ch &＃61; line.charAt(i);
​
           //判断该字符属于哪种类型&＃xff0c;然后对应类型的统计变量&＃43;1
           if(ch>&＃61;&＃39;A&＃39; && ch<&＃61;&＃39;Z&＃39;) {
               bigCount&＃43;&＃43;;
          } else if(ch>&＃61;&＃39;a&＃39; && ch<&＃61;&＃39;z&＃39;) {
               smallCount&＃43;&＃43;;
          } else if(ch>&＃61;&＃39;0&＃39; && ch<&＃61;&＃39;9&＃39;) {
               numberCount&＃43;&＃43;;
          }
      }
​
       //输出三种类型的字符个数
       System.out.println("大写字母&＃xff1a;" &＃43; bigCount &＃43; "个");
       System.out.println("小写字母&＃xff1a;" &＃43; smallCount &＃43; "个");
       System.out.println("数字&＃xff1a;" &＃43; numberCount &＃43; "个");
  }
}

本题易错点在那个判断数字的if语句&＃xff0c;有的同学可能会写成else if(ch>&＃61;0 && ch<&＃61;9)&＃xff0c;这是不对的&＃xff0c;数字0和字符0是不一样的。字符0在ASCII的码值为48.理解下面那个代码后就没啥问题了。

2.9字符串拼接案例

2.9.1案例需求

定义一个方法&＃xff0c;把 int 数组中的数据按照指定的格式拼接成一个字符串返回&＃xff0c;调用该方法&＃xff0c;

并在控制台输出结果。例如&＃xff0c;数组为 int[] arr &＃61; {1,2,3}; &＃xff0c;执行方法后的输出结果为&＃xff1a;[1, 2, 3]

2.9.2代码实现

/*
   思路&＃xff1a;
       1:定义一个 int 类型的数组&＃xff0c;用静态初始化完成数组元素的初始化
       2:定义一个方法&＃xff0c;用于把 int 数组中的数据按照指定格式拼接成一个字符串返回。
         返回值类型 String&＃xff0c;参数列表 int[] arr
       3:在方法中遍历数组&＃xff0c;按照要求进行拼接
       4:调用方法&＃xff0c;用一个变量接收结果
       5:输出结果
*/
public class StringTest04 {
   public static void main(String[] args) {
       //定义一个 int 类型的数组&＃xff0c;用静态初始化完成数组元素的初始化
       int[] arr &＃61; {1, 2, 3};
​
       //调用方法&＃xff0c;用一个变量接收结果
       String s &＃61; arrayToString(arr);
​
       //输出结果
       System.out.println("s:" &＃43; s);
  }
​
   //定义一个方法&＃xff0c;用于把 int 数组中的数据按照指定格式拼接成一个字符串返回
   /*
       两个明确&＃xff1a;
           返回值类型&＃xff1a;String
           参数&＃xff1a;int[] arr
    */
   public static String arrayToString(int[] arr) {
       //在方法中遍历数组&＃xff0c;按照要求进行拼接
       String s &＃61; "";
​
       s &＃43;&＃61; "[";
​
       for(int i&＃61;0; i            if(i&＃61;&＃61;arr.length-1) {
               s &＃43;&＃61; arr[i];
          } else {
               s &＃43;&＃61; arr[i];
               s &＃43;&＃61; ", ";
          }
      }
​
       s &＃43;&＃61; "]";
​
       return s;
  }
}

注意&＃xff1a;在测试类中写方法时方法要加上static关键字修饰&＃xff0c;这里前面说过&＃xff0c;可能有些忘了&＃xff0c;这个知识点后面会系统讲解&＃xff0c;反正在测试类中写方法时要加上static这个关键字。而在javabean类&＃xff08;除了测试类就叫javabean类&＃xff09;中&＃xff0c;写方法一般是不加static关键字修饰的。不理解没关系&＃xff0c;先这样记着。

2.10字符串反转案例

2.10.1案例需求

定义一个方法&＃xff0c;实现字符串反转。键盘录入一个字符串&＃xff0c;调用该方法后&＃xff0c;在控制台输出结果

例如&＃xff0c;键盘录入 abc&＃xff0c;输出结果 cba

2.10.2代码实现

/*
   思路&＃xff1a;
       1:键盘录入一个字符串&＃xff0c;用 Scanner 实现
       2:定义一个方法&＃xff0c;实现字符串反转。返回值类型 String&＃xff0c;参数 String s
       3:在方法中把字符串倒着遍历&＃xff0c;然后把每一个得到的字符拼接成一个字符串并返回
       4:调用方法&＃xff0c;用一个变量接收结果
       5:输出结果
*/
public class StringTest05 {
   public static void main(String[] args) {
       //键盘录入一个字符串&＃xff0c;用 Scanner 实现
       Scanner sc &＃61; new Scanner(System.in);
​
       System.out.println("请输入一个字符串&＃xff1a;");
       String line &＃61; sc.nextLine();
​
       //调用方法&＃xff0c;用一个变量接收结果
       String s &＃61; reverse(line);
​
       //输出结果
       System.out.println("s:" &＃43; s);
  }
​
   //定义一个方法&＃xff0c;实现字符串反转
   /*
       两个明确&＃xff1a;
           返回值类型&＃xff1a;String
           参数&＃xff1a;String s
    */
   public static String reverse(String s) {
       //在方法中把字符串倒着遍历&＃xff0c;然后把每一个得到的字符拼接成一个字符串并返回
       String ss &＃61; "";
​
       for(int i&＃61;s.length()-1; i>&＃61;0; i--) {
           ss &＃43;&＃61; s.charAt(i);
      }
​
       return ss;
  }
}

这是一个很经典的题目&＃xff0c;这种编程思维很漂亮&＃xff0c;我们要仔细吸收&＃xff0c;手动敲出来。

2.11 敏感词过滤

要求&＃xff1a;控制台输入一个字符串&＃xff0c;若字符串含有敏感词的话&＃xff0c;将其替换为“***”&＃xff0c;可以建立一个敏感词库。敏感词库包含&＃xff1a; JB、SB、垃圾

代码如下&＃xff1a;

public class demo05 {
  public static void main(String[] args) {
      Scanner sc&＃61;new Scanner(System.in);
      System.out.println("输入你的发言");
      String s&＃61;sc.next();
      s &＃61; filter(s);
      System.out.println(s);
  }
​
  public static String filter(String s){
      String []a&＃61;{"JB","SB","垃圾"};//定义敏感词库
      for (int i &＃61; 0; i           s&＃61;s.replace(a[i],"***");
      }
      return s;
  }
}

运行结果&＃xff1a;

敏感词库可以自己定义&＃xff0c;这个代码实现不难&＃xff0c;但是在今后开发的论坛项目中&＃xff0c;基本都会涉及到敏感词的屏蔽&＃xff0c;大家从这里就知道替换的原理是怎么实现的了。

StringBuilder类&＃xff1a;

先看一个代码&＃xff1a;

发现代码执行得很缓慢&＃xff0c;我大概用手机计时了一下&＃xff0c;发现在我的电脑上执行力3分钟20秒&＃xff0c;时间是相当缓慢的。这是为什么呢&＃xff1f;不着急&＃xff0c;我们再看一个&＃xff1a;

发现执行非常快&＃xff0c;几乎是立马执行。这是为什么&＃xff1f;这也是我们为什么要使用StringBuilder这个类的原因。

StringBuilder可以看作是一个容器&＃xff0c;创建之后里面的内容是可变的。而String创建后里面的内容是不可变的。因此用StringBuilder这个类操作能提高效率。因此我们知道&＃xff0c;String变量每次的修改其实都是产生并指向了新的字符串对象。 原来的字符串对象都是没有改变的&＃xff0c;所以称不可变字符串。

这几个方法是StringBuilder类常用的几个方法。

关于字符串的四个小扩展&＃xff1a;&＃xff08;了解&＃xff09;

1. 字符串存储的内存原理

2. 这几种赋值方法原理是一样的吗&＃xff1f;

3. 字节码文件加载到方法区&＃xff0c;这是之前我们就知道的。

4. 

5. 忘记内存的可以复习一下前面的内容。

6. 

   可知 String s &＃61; “abc”&＃xff1b;直接赋值有如下特点&＃xff1a;

   此时字符串abc是存在字符串常量池中的。

   先检查字符串常量池中有没有字符串abc&＃xff0c;如果有&＃xff0c;不会创建新的&＃xff0c;而是直接复用。如果没有abc&＃xff0c;才会创建一个新的。

   所以&＃xff0c;直接赋值的方式&＃xff0c;代码简单&＃xff0c;而且节约内存。文章后面会细讲。

7. new出来的字符串

   看到new关键字&＃xff0c;一定是在堆里面开辟了一个小空间&＃xff01;&＃xff01;

   String s1 &＃61; new String&＃xff08;“abc”&＃xff09;&＃xff1b;

   String s2 &＃61; “abc”&＃xff1b;

   s1记录的是new出来的&＃xff0c;在堆里面的地址值。

   s2是直接赋值的&＃xff0c;所以记录的是字符串常量池中的地址值。

8. &＃61;&＃61;号比较的到底是什么&＃xff1f;

   如果比较的是基本数据类型&＃xff1a;比的是具体的数值是否相等。

   如果比较的是引用数据类型&＃xff1a;比的是地址值是否相等。

   结论&＃xff1a;&＃61;&＃61;只能用于比较基本数据类型。不能比较引用数据类型。

9. 

   再看一张图&＃xff1a;

10. 

11. 字符串拼接的时候&＃xff0c;没有变量参与&＃xff08;重点重点再重点&＃xff09;

    String s &＃61; “a” &＃43; "b" &＃43; "c"&＃xff1b;

    此时没有变量参与&＃xff0c;那么在编译的时候&＃xff0c;就已经变成最终的结果了“abc”&＃xff0c;这是字符串的常亮优化机制!!!

12. 

13. 字符串拼接的时候&＃xff0c;有变量参与

    String s1 &＃61; “a”&＃xff1b;

    String s2 &＃61; s1 &＃43; “b”&＃xff1b;

    在底层&＃xff0c;会创建一个StringBuilder对象&＃xff0c;再利用append方法&＃xff0c;把s1的内容和字符串a都拼接到StringBuilder容器当中&＃xff0c;最后再调用toString方法变回一个字符串。在这个过程中&＃xff0c;效率比较低&＃xff0c;而且内存也有点浪费。

14. 

    继续看&＃xff1a;

15. 

    继续&＃xff1a;

16. StringBuilder提高效率原理图

    StringBuilder sb &＃61; new StringBuilder(); ​ sb.append("a"); ​ sb.append("b"); ​ sb.append("c"); ​ System.out.println(sb); 我们在代码中&＃xff0c;只创建了一个StringBuilder容器对象&＃xff0c;把所有的字符串都添加到同一个StringBuilder容器对象当中。而StringBuilder容器对象&＃xff0c;里面的内容是可以发生改变的。从头到尾操作的都是同一个&＃xff0c;所以效率较高。看下面的面试题&＃xff1a;

17. 

有人会问打印结果为什么会是false?我们找到API文档找到toString()方法。如下&＃xff1a;

转到方法定于定义&＃xff08;快捷键&＃xff1a;ctrl&＃43;B&＃xff09;

发现toString()方法返回的是一个返回newString。是一个新开辟的内存空间&＃xff0c;因此地址是不同的。

接着&＃xff1a;

由于没有变量拼接&＃xff0c;此时没有变量参与&＃xff0c;那么在编译的时候&＃xff0c;就已经变成最终的结果了“abc”&＃xff0c;这是字符串的常亮优化机制!!!因此地址是一样的。

好了基础阶段就会进入尾声了&＃xff0c;通过这段时间的学习&＃xff0c;大家对面向对象是不是有了更深的理解呢&＃xff1f;