第3章 字符串和數(shù)組

Java程序設計（第二版）楊厚群主編第3章

字符串和數(shù)組本章介紹Java處理字符串和數(shù)組。字符串由一系列字符組成，這些字符可視為一個單元。本章將詳細討論java.lang包中的String類、StringBuffer類和java.util包中StringTokenizer類的功能。數(shù)組是相同類型的相關數(shù)據(jù)項組成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，本章主要討論一維數(shù)組和多維數(shù)組的使用。本章要點：熟練處理字符串；掌握數(shù)組的定義、創(chuàng)建及使用。3.1字符串前面介紹的，但由于單個字符char類型所蘊含的信息太少，不適合大量信息處理，當把一個個字符組合在一起時，就可以包括更多新的含義，這就形成新的數(shù)據(jù)類型——字符串。字符串一直是程序設計的主要內(nèi)容，也是容易出現(xiàn)錯誤的地方。這里介紹java語言所提供的3種常用字符串類：String類（字符串類）；StringBuffer類（字符串緩沖器）；StringTokenizer類（詞法分析器類）。3.1字符串3.1.1String類在前面的學習中，我們已經(jīng)用過字符串，如println(Strings)方法中的參數(shù)。該方法的功能是通過Java解釋器將要輸出的內(nèi)容轉(zhuǎn)化成一個String對象，再把它傳給println方法輸出。Java語言使用java.lang.String類處理字符串。(1)構(gòu)造一個字符串字符串常量是用雙引號括住的一串字符。如“welcometojava！”。要創(chuàng)建一個字符串，需要用到下面的語法：String字符串變量名=newString(字符串常量);另外Java還提供了一個簡單的創(chuàng)建字符串的簡單語法：String字符串變量名=字符串常量。3.1字符串(2).常用方法返回字符串長度的方法：publicintlength()返回指定位置字符的方法：publiccharcharAt(intindex)把字符串中指定內(nèi)容拷貝到字符數(shù)組的方法：publicvoidgetChars(intsrcBegin,intsrcEnd,char[]dst,intdstBegin)比較兩個字符串是否相等的方法：publicbooleanequals(ObjectanObject)3.1字符串(2).常用方法比較兩個字符串在不區(qū)分大小寫時是否相等的方法：publicbooleanequalsIgnoreCase(ObjectanObject)比較兩個字符串大小的方法：publicintcompareTo(ObjectanObject)檢查在指定范圍內(nèi)是否有指定前綴內(nèi)容的方法：publicStringstartWith(Stringpre,inttoffset)連接兩個字符串的方法：publicStringconcat(Stringstr)3.1字符串(2).常用方法返回指定字符和指定字符串在字符串中第一次出現(xiàn)的位置值的方法：publicStringindexOf(charch)publicStringindexOf(Stringstr)在字符串中使用指定字符進行替換的方法：publicStringreplace(charoldchar,charnewChar)取子串的方法：publicStringsubstring(intstart,intend)把字符串中字符轉(zhuǎn)換為大小寫的方法：publicStringtoUpperCase()publicStringtoLowerCase()3.1字符串3.1.2StringBuffer類字符串一旦創(chuàng)建，它的值就固定了，但在實際應用中，經(jīng)常需要對字符串的內(nèi)容做動態(tài)的修改，java語言中String類的替代品StingBuffer類（字符串緩沖器類型）可以實現(xiàn)該操作。StingBuffer類比String類更靈活，可以在字符串緩沖區(qū)中添加、插入、追加新內(nèi)容。(1)構(gòu)造一個字符緩沖區(qū)StringBuffer();/*分配16個字符的緩沖區(qū)*/StringBuffer(intlen);/*分配len個字符的緩沖區(qū)*/StringBuffer(Strings);/*除了按照s的大小分配空間外,再分配16個字符的緩沖區(qū)*/3.1字符串3.1.2StringBuffer類(1)常用方法獲得字符串長度的方法：publicintlength()重新設置字符串長度的方法：publicvoidsetLength(intnewLength)返回當前緩沖區(qū)容量的方法publicintcapacity()在字符串添加新內(nèi)容的方法：publicStringBufferappend(Stringstr)3.1字符串3.1.2StringBuffer類(1)常用方法刪除字符串指定內(nèi)容的方法：publicStringBufferdelet(intstart,intend)使用字符串替換指定內(nèi)容的方法：publicStringBufferreplace(intstart,intend,Stringstr)在指定位置插入字符串的方法：publicStringBufferinsert(intoffset,Stringstr)反轉(zhuǎn)字符串內(nèi)容的方法：publicStringBufferreverse();3.1字符串3.1.3StringTokenizer類java.util.StringTokenizer類可以將一個串分成小片，以便提取和處理其中的信息。如果想得到一個串的全部單詞，比如該串為”IamlearningJavanow”，可以為它創(chuàng)建一個StringTokenizer類的實例，然后用StringTokenizer類中的方法提取單個單詞。(1)構(gòu)造字符串詞法分析器publicStringTokenizer(Stringstr);/*構(gòu)造一個字符串且采用默認分隔符的詞法分析器*/publicStringTokenizer(Stringstr,Stringdelim);/*構(gòu)造一個指定字符串和分隔符的詞法分析器*/publicStringTokenizer(Stringstr,Stringdelim,booleanreturnDelims);/*構(gòu)造一個指定字符串和分隔符且返回分隔符的詞法分析器*/3.1字符串3.1.3StringTokenizer類(2)常用方法測試是否還有分析出來的單詞：publicbooleanhasMoreTokens();返回下一個單詞：publicStringnextToken();返回分析出來的單詞個數(shù)publicintcountTokens();StringTokenizer對象時，可以指定一套定界符號識別每一個單詞。定界符把串分成為令牌的小片。3.1字符串3.1.4Character類Character類是對單個字符進行操作。

publicCharacter（char）//以造一個Character對象。2.常用方法publicStringtoString(),當前Character對象轉(zhuǎn)換成字符串。publicintcompareTo(CharacteranotherCharacter),當前Character對象與anotherCharacter比較。相等關系返回０；小于關系返回負數(shù)；大于關系返回正數(shù)。

publicstaticbooleanisUpperCase(charc)或isLowerCase(charc),判斷字符c是否為大寫字母或小寫字母

publicstaticBooleanisLetter(charch)判斷字符ch是否為字母3.2數(shù)組當我們需要存儲一組數(shù)據(jù)時，由于為每一個數(shù)據(jù)聲明一個變量來存放是不可能的。因此，我們需要一個更高效組織數(shù)據(jù)的方法，這就是將要介紹的數(shù)組。數(shù)組是一種最簡單的復合數(shù)據(jù)類型，是多個相同數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)的組合，它的出現(xiàn)實現(xiàn)了對這些相同數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。Java將數(shù)組作為對象處理，有一維數(shù)組和多維數(shù)組之分。3.2數(shù)組3.2.1一維數(shù)組1．一維數(shù)組的聲明<數(shù)據(jù)類型><數(shù)組名稱>[];<數(shù)據(jù)類型>[]<數(shù)組名稱>;其中，這里數(shù)據(jù)類型可以是基本數(shù)據(jù)類型，也可以是以后我們將要學到的對象數(shù)據(jù)類型。數(shù)組名是一個標識符，“[]”指明了該變量是一個數(shù)組類型變量。3.2數(shù)組3.2.1一維數(shù)組2.一維數(shù)組的創(chuàng)建和初始化創(chuàng)建數(shù)組指的是在聲明數(shù)組之后為數(shù)組分配存儲空間，同時對數(shù)組中的元素執(zhí)行初始化。因為定義一維數(shù)組后，在沒有初始化之前，數(shù)組是不能被引用的，所以在使用數(shù)組之前必須進行初始化。初始化的方式有兩種：靜態(tài)方式：<數(shù)據(jù)類型><數(shù)組名稱>[]={<數(shù)組元素列表>};動態(tài)方式：<數(shù)據(jù)類型>[]<數(shù)組名稱>=new<數(shù)據(jù)類型>[<數(shù)組大小>];。3.2數(shù)組3.2.1一維數(shù)組3．對數(shù)組的操作（1）對數(shù)組元素的引用數(shù)組創(chuàng)建后就可以直接引用了，一般情況下只能對數(shù)組元素逐個引用而不能一次引用整個數(shù)組。在程序中使用數(shù)組元素和使用同類型的普通變量一樣，格式如下：<數(shù)組名稱>[下標]其中，下標是非負的整型常數(shù)或表達式。數(shù)組的下標從0開始編號，直到數(shù)組的最后一個元素，即數(shù)組的長度減1。如：intsum[]=newint[3];定義了數(shù)組sum有3個元素，它們分別為：sum[0]，sum[1]，sum[2]。3.2數(shù)組3.2.1一維數(shù)組（2）數(shù)組的長度每個數(shù)組都有一個屬性length指明它的長度（可以容納元素的個數(shù)），如：intArray.length指明數(shù)組intArray的長度。java運行時系統(tǒng)時，會對數(shù)組下標進行越界檢查，因此下標值必須在指定的范圍內(nèi)：0~intArray.length。，數(shù)組的最大下標值為length-1，以保證安全性；如有越界將產(chǎn)生下標越界（ArrayIndexOutOfBoundexception）的編譯錯誤。另外java中的數(shù)組一旦創(chuàng)建，大小就不可以改變了。但是，可以為數(shù)組重新分配空間，這樣原來數(shù)組元素的值將被清除。它還是獨立的類，有自身的方法和屬性。

3.2數(shù)組3.2.1一維數(shù)組（3）數(shù)組的復制在Java中，在兩個數(shù)組間使用賦值語句（=），例如：newArray=array;這兩個數(shù)組名指向的都是同一數(shù)組，改變newArray數(shù)組元素的值，array數(shù)組元素的值也會隨之改變。因為數(shù)組名存放的是一個引用地址（為數(shù)組分配的存儲空間的首地址），是一個地址常量。如果把數(shù)組名賦值給另一個數(shù)組名時，傳送的是地址，這樣兩個數(shù)組名指向同一個地址，實際上是給同一個數(shù)組取兩個名字。如果改變其中一個數(shù)組的內(nèi)容，另一個也會改變。

3.2數(shù)組實現(xiàn)數(shù)組復制有下面三種方法：用循環(huán)語句復制數(shù)組的每個元素,如：for(inti-0;i<intArray.length;i++)targetArray[i]=intArray[i];使用Object類的clone方法,如：int[]targetArray=(int[])intArray.clone();使用System類中的靜態(tài)方法arrycopy：System.arraycopy(sourceArray,offset1,targetArray,offset2,number)其中，sourceArray和targetArray是源數(shù)組和目標數(shù)組名，它們必須是已經(jīng)初始化的數(shù)組。Offset1和offset2分別是源數(shù)組和目標數(shù)組操作的起始下標，number表示要復制的元素的個數(shù)。3.2數(shù)組3.2.2多維數(shù)組

前面，我們已經(jīng)學會了如何使用一維數(shù)組。但如果需要表示更復雜的數(shù)據(jù)，如矩陣或表格，因此我們需要使用二維數(shù)組了。在java語言中，沒有真正的多維數(shù)組，多維數(shù)組被看成是“數(shù)組的數(shù)組”。1.二維數(shù)組的聲明<數(shù)據(jù)類型><數(shù)組名稱>[][];<數(shù)據(jù)類型>[][]<數(shù)組名稱>;

與一維數(shù)組一樣，聲明數(shù)組時，系統(tǒng)并沒有為數(shù)組分配存儲空間，因此不能指定各維的長度。用new關鍵字來創(chuàng)建數(shù)組后，系統(tǒng)才為數(shù)組分配存儲空間。3.2數(shù)組3.2.2多維數(shù)組2.二維數(shù)組的創(chuàng)建

直接為每一維分配空間：如：chara[][]=newchar[3][2];java首先把數(shù)組a看做是一維的字符型數(shù)組，一維數(shù)組a有3個（行標）元素，每個元素的值又是一個一維數(shù)組，每一個這樣的一維數(shù)組又分別都有2個（列標）元素。

從最高維開始分別為每一維分配空間：如：chara[][]=newchar[3][];//最高維表明數(shù)組是一個含3個元素的一維數(shù)組3.2數(shù)組3.2.2多維數(shù)組2.二維數(shù)組的初始化與引用對二維數(shù)組中的初始化有兩種方法：直接為每個元素賦值：inta[][]=newint[2][2];a[0][0]=1;a[0][1]=2;a[1][0]=3;a[1][1]=4;在聲明的同時進行初始化：inta[][]={{1,2},{3,4}};對二維數(shù)組的引用，其引用方式為：數(shù)組名[下標1][下標2];其中，下標1、下標2為非負的整型常數(shù)或表達式。下標取值都從0開始。3.3排序排序是將一組數(shù)據(jù)依照一定得順序排列起來。最常見的排序是“從小到大”遞增排序和“從大到小”遞減排序。在JAVA中在運用數(shù)組進行排序功能時，常用的排序算法有：選擇排序法、插入排序法、冒泡法。3.3排序3.3.1選擇排序

算法思想：首先從數(shù)組中選擇出最大值（或最小值）放在第一個（或最后一個）位置，然后再從數(shù)組里剩下的元素里選擇出最大值（或最小值）放在第二個（或倒數(shù)第二）位置，最后以此類推，直到剩下一個數(shù)為止。3.3.1選擇排序for(int

i=0;i<arr.length-1;i++){min=i;for(intj=i+1;j<arr.length;j++){if(arr[min]>arr[j]) min=j;}if(min!=i){ temp=arr[min];

arr[min]=arr[i];

arr[i]=temp;}}3.3排序3.3.2插入排序算法思想：先將無序序列中的第一個值去除作為關鍵值,然后將其放入有序序列(即作為新序列的第一個值),然后取第二個值作為關鍵值,將關鍵值放入有序序列,并與第一個值進行比較,若小于第一個值,則將這個關鍵值插入到第一個值前面(交換),后面依次取值然后和前面的有序序列中的值進行比較,插入到合適位置。3.3.2插入排序publicstaticvoidsort(Comparable[]data){ intlen=data.length; for(inti=1;i<len;i++){ ComparablecurrentData=data[i]; inttemp=i; while(temp>0&&data[temp-1].compareTo(currentData)>0){ data[temp]=data[temp-1]; temp--; } data[temp]=currentData; }}3.3排序3.3.3冒泡排序算法思想：n個數(shù),將第一個和第二個進行比較,將大的放在第二個位置,再將第二個和第三比較,大的放在第三個位置,依次向后比較,比較n-1次,將最大的放在最后(n的位置),然后再從第一個開始比較,比較n-2次,這次把最大的放到第n-1個位置,然后再來回比較.遵循第i次遍歷就從第一個數(shù)開始比較n-i次,將最后的值放在第n-i+1的位置3.3.3冒泡排序publicstaticvoidsort(Comparable[]data){ intlen=data.length; for(inti=0;i<len-1;i++){ Comparabletemp=null; booleanisExchanged=false; for(intj=len-1;j>i;j--){ if(data[j].compareTo(data[j-1])<0){ temp=data[j]; data[j]=data[j-1]; data[j-1]=temp; isExchanged=true; }//endif }//endfor //本趟排序未發(fā)生交換，提前終止算法，提高效率

if(!isExchanged){ break; } }}3.4查找查找是利用給出的關鍵值，在一個數(shù)據(jù)集合或數(shù)據(jù)序列中找出符合關鍵值的一個或一組數(shù)據(jù)的過程。由于查找需要處理大量的數(shù)據(jù)，所以查找過程可能會占用較多的系統(tǒng)時間和內(nèi)存，為了提高查找操作的效率，需要精心設計查找算法來降低執(zhí)行查找操作的時間和空間代價。較為常用的查找算法有線性查找、二分查找等。3.4查找3.4.1線性查找線性查找也叫順序查找，是最簡單，也是最原始的查找算法。算法的思想是：從要查找的數(shù)列的