Java語言程序設(shè)計 課件 第6章 字符串類

Java語言程序設(shè)計第6章字符串類

1String類及基本操作23主要內(nèi)容Java語言程序設(shè)計(第4版)清華大學(xué)出版社2022文本塊命令行參數(shù)45格式化數(shù)據(jù)StringBuilder類6案例：判定回文串7案例：字符串加密解密Java語言程序設(shè)計String類及基本操作Java提供了三個字符串類：String類StringBuilder類StringBuffer類String類是不變字符串，StringBuilder和StringBuffer是可變字符串，這三種字符串都是16位的Unicode字符序列。概述有一種特殊的創(chuàng)建String對象的方法，這是直接利用字符串字面值創(chuàng)建字符串對象，例如：varstr="Javaiscool";創(chuàng)建String類對象一般使用String類的構(gòu)造方法創(chuàng)建一個字符串對象。String類有十多個重載的構(gòu)造方法，可以生成一個空字符串，也可以由字符或字節(jié)數(shù)組生成字符串。varstr=newString(“Javaiscool”);下面代碼說明了使用字符串的構(gòu)造方法創(chuàng)建字符串對象。char[]chars1={'A','B','C'};char[]chars2={'中','國','π','α','M','N'};vars1=newString(chars1);vars2=newString(chars2,0,4);System.out.println("s1="+s1);//輸出：s1=ABCSystem.out.println("s2="+s2);//輸出：s2=中國πα首先看一下字符串在內(nèi)存中的表示。假設(shè)有下面聲明：varstr=newString("Javaiscool");該字符串對象在內(nèi)存中狀態(tài)如圖6-1所示。字符串基本操作可以調(diào)用String類的方法操作字符串，下面是幾個最常用方法。字符串基本操作publicintlength()：返回字符串的長度，即字符串包含的字符個數(shù)。publicStringsubstring(intbeginIndex,intendIndex)：從字符串的下標(biāo)beginIndex開始到endIndex（不包含）結(jié)束產(chǎn)生一個子字符串。publicStringsubstring(intbeginIndex)publicStringtoUpperCase()

publicStringtoLowerCase()publicStringconcat(Stringstr)字符串基本操作publicStringreplace(charoldChar,charnewChar)：將字符串中的所有oldChar字符改變?yōu)閚ewChar字符，返回一個新的字符串。publiccharcharAt(intindex)：返回字符串中指定位置的字符，index表示位置，范圍為0~s.length()-1。publicStringtrim()public

String

repeat?(int

count)publicbooleanisEmpty()publicbooleanisBlank()public

String

strip()下面代碼演示了String類的幾個方法的使用。vars="Javaiscool";System.out.println(s.length());//輸出：12System.out.println(s.substring(5,7));//輸出：isSystem.out.println(s.substring(8));//輸出：coolSystem.out.println(s.toUpperCase());//輸出：JAVAISCOOLSystem.out.println(s.toLowerCase());//輸出：javaiscool

vars1="編寫一次，";vars2="到處運(yùn)行。";s1=s1.concat(s2);System.out.println(s1);//輸出：編寫一次，到處運(yùn)行。System.out.println(s.replace('a','A'));//輸出：JAvAiscoolSystem.out.println(s.isEmpty());//輸出：false在Java程序中一旦創(chuàng)建一個String對象，就不能對其內(nèi)容進(jìn)行改變，因此說Java的String對象是不可變的字符串。請看下面的例子。String對象的不變性

vars=newString("Hello,world");s.replace('o','A');//s的值并沒有改變s=s.substring(0,6).concat("Java");s.toUpperCase();//s的值并沒有改變System.out.println(s);//輸出：Hello,Java經(jīng)常需要比較兩個字符串是否相等、或比較兩個字符串的大小，如果要比較兩個字符串對象的內(nèi)容是否相等，可以使用String類的equals()方法或equalsIgnoreCase()方法。6.1.4字符串比較publicbooleanequals(Stringanother)：比較兩個字符串內(nèi)容是否相等。publicbooleanequalsIgnoreCase(Stringanother)：比較兩個字符串內(nèi)容是否相等，不區(qū)分大小寫。下面代碼演示了這兩個方法的使用。vars1=newString("Hello");vars2=newString("Hello");System.out.println(s1.equals(s2));//輸出：trueSystem.out.println(s1.equals("hello"));//輸出：falseSystem.out.println(s1.equalsIgnoreCase("hello"));//輸出：true特別注意，不能使用“==”號比較字符串內(nèi)容是否相等，請看下面代碼。vars1=newString("Hello");vars2=newString("Hello");System.out.println(s1==s2);//輸出：false6.1.4字符串比較這是因為在使用“==”比較引用類型的數(shù)據(jù)（對象）時，比較的是引用（地址）是否相等。只有兩個引用指向同一個對象時，結(jié)果才為true。上面使用構(gòu)造方法創(chuàng)建的兩個對象是不同的，因此s1和s2的引用是不同的再請看下面一段代碼：vars1="Hello";//不是用構(gòu)造方法創(chuàng)建的對象vars2="Hello";System.out.println(s1==s2);//輸出：true6.1.4字符串比較輸出結(jié)果true。這兩段代碼的不同之處在于創(chuàng)建s1、s2對象的代碼不同。這里的s1、s2是用字符串常量創(chuàng)建的兩個對象。字符串常量存儲和對象存儲不同，字符串常量是存儲在常量池中，對內(nèi)容相同的字符串常量在常量池中只有一個副本，因此s1和s2是指向同一個對象6.1.4字符串比較vars1=newString("Hello");vars2=newString("Hello");System.out.println(s1==s2);//falsevars1="Hello";vars2="Hello";System.out.println(s1==s2);//true要比較大小，可以使用String類的compareTo()方法，格式為：publicintcompareTo(Stringanother)6.1.4字符串比較使用字符的碼點（codepoint）進(jìn)行比較。（減法計算）若當(dāng)前字符串小于參數(shù)字符串，方法返回值小于0；若當(dāng)前字符串等于參數(shù)字符串，方法返回值等于0；若當(dāng)前字符串大于參數(shù)字符串方法返回值大于0。下面語句輸出-2，因為前兩個字符（“AB”）相同，從第3個字符開始比較。因為'C'的碼點（67）比'E'的碼點（69）小2。System.out.println("ABC".compareTo("ABE"));如果在字符串比較時忽略大小寫，可使用方法compareToIgnoreCase(StringanotherString)

String[]str={"China","USA","Russia","France","England"};

for(inti=str.length-1;i>=0;i--)

for(intj=0;j<i;j++){

if(str[j].compareTo(str[j+1])>0){Stringtemp=str[j];str[j]=str[j+1];str[j+1]=temp;

}

}

for(Strings:str)System.out.print(s+"");

}程序6.2StringSort.java從一個字符串中查找指定的字符或子字符串。String類提供了從字符串中查找字符和子串的方法，這些方法的返回值都是整數(shù)，查找成功返回字符或子串在原字符串中出現(xiàn)的下標(biāo)位置（下標(biāo)從0開始），查找不成功則返回-1。6.1.5字符串查找和匹配publicintindexOf(intch)：查找字符ch第一次出現(xiàn)的下標(biāo)位置。如果查找不成功則返回-1，下述方法相同。publicintindexOf(intch,intfromIndex)publicintindexOf(Stringstr)publicintindexOf(Stringstr,intfromIndex)下列代碼演示了幾個查找方法：vars=newString("ThisisaJavastring.");System.out.println(s.length());//輸出：22System.out.println(s.indexOf('a'));//輸出：8System.out.println(s.lastIndexOf('a',12));//輸出：11System.out.println(s.indexOf("is"));//輸出：2System.out.println(s.lastIndexOf("is"));//輸出：5System.out.println(s.indexOf("my"));//輸出：-1使用matches()方法返回字符串是否與正則表達(dá)式匹配，格式如下。publicbooleanmatches(Stringregex)該方法返回字符串是否與參數(shù)給定的正則表達(dá)式匹配。6.1.5字符串查找和匹配請看下面代碼。varss="onelittle,twolittle,threelittle.";System.out.println(ss.matches(".*little.*"));//輸出：true使用String類的split()方法可以將一個字符串分解成子字符串或令牌（token），使用join()方法可以將String數(shù)組中字符串連接起來，6.1.6字符串拆分和組合publicString[]split(Stringregex)：參數(shù)regex表示正則表達(dá)式，根據(jù)給定的正則表達(dá)式將字符串拆分成字符串?dāng)?shù)組。publicstaticStringjoin(CharSequence

delimiter,CharSequence...

elements)：使用指定的分割符將elements的各元素組合成一個新字符串。下面代碼拆分一個字符串。varss="onelittle,twolittle,threelittle.";String[]str=ss.split("[,.]");System.out.println(str.length);//輸出：6for(vars:str){System.out.println(s);}在split()中指定的正則表達(dá)式“[,.]”的含義是使用空格、逗號或句點為分隔符拆分字符串。String類的靜態(tài)join()方法，實現(xiàn)將一個字符串?dāng)?shù)組按指定的分割符組合成一個字符串，它的功能與split()方法相反。下面代碼演示了join()方法的使用。varjoined=String.join("\\","C:","javastudy","com");System.out.println(joined);//輸出：C:\javastudy\comString[]seasons={"春","夏","秋","冬"};vars=String.join("-",seasons);System.out.println(s);//輸出：春-夏-秋-冬字符串不是數(shù)組，但是字符串能夠轉(zhuǎn)換成字符數(shù)組或字節(jié)數(shù)組。6.1.7字符串轉(zhuǎn)換為數(shù)組publicchar[]toCharArray()：將字符串中的字符轉(zhuǎn)換為字符數(shù)組。publicvoidgetChars(intsrcBegin,intsrcEnd,char[]dst,intdstBegin)：將字符串中從起始位置(srcBegin)到結(jié)束位置(srcEnd)之間的字符復(fù)制到字符數(shù)組dst中，dstBegin為目標(biāo)數(shù)組的起始位置。publicbyte[]getBytes()：使用平臺默認(rèn)的字符集將字符串編碼成字節(jié)序列并將結(jié)果存儲到字節(jié)數(shù)組中。下面代碼使用toCharArray()方法將字符串轉(zhuǎn)換為字符數(shù)組，使用getChars()方法將字符串的一部分復(fù)制到字符數(shù)組中。vars=newString("ThisisaJavastring.");char[]chars=s.toCharArray();System.out.println(chars);//輸出：ThisisaJavastring.char[]subs=newchar[4];s.getChars(10,14,subs,0);System.out.println(subs);//輸出：JavaJava語言程序設(shè)計6.2文本塊在Java15之前，對多行大塊文本通常使用換行（\n）和連接符（+）來表示，例如下面代碼表示一個多行文本塊。文本塊Stringpoem="白日依山盡，\n"+"黃河入海流。\n"+"欲窮千里目，\n"+"更上一層樓。";Java15提供了文本塊（textblock）的特性，對大塊文本輸出可以不使用連接符（+），而是直接給出文本。文本塊的定界符是3個雙引號，在起始定界符后面可跟0個或多個空格和一個行終止符，結(jié)束符沒有類似規(guī)則，例如：文本塊Stringpoem=""“

白日依山盡，

黃河入海流。

欲窮千里目，

更上一層樓。""";System.out.println(poem);Java語言程序設(shè)計6.3命令行參數(shù)Java應(yīng)用程序從main()方法開始執(zhí)行，main()方法的聲明格式為：publicstaticvoidmain(String[]args){}命令行參數(shù)參數(shù)args稱為命令行參數(shù)，它是一個String數(shù)組，該參數(shù)是在程序運(yùn)行時通過命令行傳遞給main()方法。下面程序要求從命令行為程序傳遞3個參數(shù)，在main()方法中通過args[0]、args[1]、args[2]輸出這3個參數(shù)的值。packagecom.boda.xy;publicclassHelloProgram{publicstaticvoidmain(String[]args){System.out.println(args[0]+""+args[1]+""+args[2]);}}程序6.3HelloProgram.javaJava語言程序設(shè)計6.4格式化數(shù)據(jù)在前面的許多例子中，我們使用System.out.println()方法輸出數(shù)據(jù)，該方法按默認(rèn)格式輸出數(shù)據(jù)，例如要輸出Math.PI的值，結(jié)果如下：3.141592653589793格式化數(shù)據(jù)有時我們可能需要將數(shù)據(jù)按某種格式輸出，比如保留4位小數(shù)，并且總寬度占10字符，這時就需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化。我們可以使用String類的format()靜態(tài)方法將數(shù)據(jù)格式化，然后輸出。也可以使用System.out.printf()方法將數(shù)據(jù)格式化后直接在控制臺上輸出，該方法格式如下：publicPrintStreamprintf(String

format,Object...

args)格式化數(shù)據(jù)參數(shù)format是格式控制字符串，其中可以嵌入格式符（specifier）指定參數(shù)如何輸出。args為輸出參數(shù)列表，參數(shù)可以是基本數(shù)據(jù)類型，也可以是引用數(shù)據(jù)類型。格式符以百分號（%）開頭，至少包含一個轉(zhuǎn)義字符，其他為可選內(nèi)容。表6-1列出了常用的格式符。格式化數(shù)據(jù)格式符含

義%d結(jié)果被格式化成十進(jìn)制整數(shù)%f結(jié)果被格式化成十進(jìn)制浮點數(shù)%e結(jié)果以科學(xué)計數(shù)法格式輸出%s結(jié)果以字符串輸出%b結(jié)果以布爾值（true或false）形式輸出%c結(jié)果以Unicode字符輸出%n換行格式符，它不與參數(shù)對應(yīng)。與\n含義相同，但%n是跨平臺的“%d”用來輸出十進(jìn)制整數(shù)，可以有長度修飾。如果指定的長度大于實際的長度，則前面補(bǔ)以空格；如果指定的長度小于實際的長度，則以實際長度輸出。System.out.printf("year=|%6d|%n",2017);//輸出：year=|2017|“%d”格式符“%d”可以應(yīng)用的數(shù)據(jù)類型有byte、Byte、short、Short、int、Integer、long、Long、BigInteger。下面的語句是錯誤的，將產(chǎn)生運(yùn)行時異常。System.out.printf("%8d",23.45);“%f”用來以小數(shù)方式輸出。可以應(yīng)用下列浮點型數(shù)據(jù)：float、Float、double、Double、BigDecimal。可以指定格式寬度和小數(shù)位，也可以僅指定小數(shù)位。System.out.printf("|%8.3f|",2017.1234);//輸出：|2017.123|“%f”格式符注意，如果使用格式符“%f”，而參數(shù)為整型數(shù)，也會產(chǎn)生運(yùn)行時異常，如下面語句是錯誤的，因為1234是整數(shù)。System.out.printf("|%8.3f|",1234);“%e”用來以科學(xué)計數(shù)法的格式輸出浮點數(shù)。可以應(yīng)用下列浮點型數(shù)據(jù)：float、Float、double、Double、BigDecimal?？梢灾付ǜ袷綄挾群托?shù)位，也可以僅指定小數(shù)位。System.out.printf("|%10.2e|%n",123.567);//輸出：|1.24e+02|“%e”格式符【注意】

格式符與輸出數(shù)據(jù)必須在類型上嚴(yán)格匹配。對于%f和%e，指定的數(shù)據(jù)必須是浮點型值。int型值不能匹配%f和%e。“%c”用來以字符方式輸出。它可以應(yīng)用的數(shù)據(jù)類型有：char、Character、byte、Byte、short、Short，這些數(shù)據(jù)類型都能夠轉(zhuǎn)換成Unicode字符。byteb=65;System.out.printf("b=%c%n",b);//輸出：b=A“%c”格式符“%b”格式符可以用在任何類型的數(shù)據(jù)上。對于“%b”格式符號，如果參數(shù)值為null，結(jié)果輸出false；如果參數(shù)是boolean或Boolean類型的數(shù)據(jù)，結(jié)果是調(diào)用String.valueOf()方法的結(jié)果，否則結(jié)果是true。“%b”格式符byteb=0;Strings=null;System.out.printf("b1=%b%n",b);//輸出：b1=trueSystem.out.printf("b2=%b%n",true);//輸出：b2=trueSystem.out.printf("b3=%b%n",s);//輸出：b3=false“%s”格式符也可以用在任何類型的數(shù)據(jù)上。對于“%s”格式符號，如果參數(shù)值為null，結(jié)果輸出null；如果參數(shù)實現(xiàn)了Formatter接口，結(jié)果是調(diào)用args.formatTo()的結(jié)果，否則，結(jié)果是調(diào)用args.toString()的結(jié)果。“%s”格式符如果將上面代碼中“%b”改為“%s”，輸出結(jié)果如下所示。

b1=0b2=trueb3=nullJava語言程序設(shè)計6.5StringBuilder類StringBuilder類表示可變字符串，即這個類的對象內(nèi)容是可以修改的。一般來說，只要使用字符串的地方，都可使用StringBuilder類，它們比String類更靈活。6.5.1創(chuàng)建StringBuilder對象publicStringBuilder()：創(chuàng)建一個沒有字符的字符串緩沖區(qū)，初始容量為16個字符。此時length()方法的值為0，而capacity()方法的值為16。publicStringBuilder(intcapacity)：創(chuàng)建一個沒有字符的字符串緩沖區(qū)，capacity為指定的初始容量。publicStringBuilder(Stringstr)：利用一個已存在的字符串對象str創(chuàng)建一個字符串緩沖區(qū)對象，另外再分配16個字符的緩沖區(qū)。設(shè)有下列代碼：varstr=newStringBuilder("Hello");str對象在內(nèi)存中的狀態(tài)如圖6-3所示。6.5.1創(chuàng)建StringBuilder對象StringBuilder類除定義了length()、charAt()、indexOf()、getChars()等方法外，還提供了下列常用方法：publicintcapacity()：返回當(dāng)前的字符串緩沖區(qū)的總?cè)萘俊ublicvoidsetCharAt(intindex,charch)：用ch修改指定位置的字符。6.5.2StringBuilder類常用操作publicStringBuilderappend(Stringstr)publicStringBuilderinsert(intoffset,Stringstr)publicStringBuilderdeleteCharAt(intindex)publicStringBuilderdelete(intstart,intend)publicStringBuilderreplace(intstart,intend,Stringstr)publicStringBuilderreverse()：將字符串的所有字符反轉(zhuǎn)。publicStringsubstring(intstart)：返回從start開始到字符串末尾的子字符串。publicStringsubstring(intstart,intend)：返回從start開始到end（不包括end）之間的子字符串。publicvoidsetLength(intnewLength)：設(shè)置字符序列的長度。publicvoidsetCharAt(intindex,charch)：用ch修改指定位置的字符。6.5.2StringBuilder類常用操作

varss=newStringBuilder("Hello");System.out.println(ss.length());System.out.println(ss.capacity());ss.append("Java");System.out.println(ss);

System.out.println(ss.insert(5,","));

System.out.println(ss.replace(6,10,"World!"));System.out.println(ss.reverse());程序6.4StringBuilderDemo.java在Java語言中不支持運(yùn)算符重載，但有一個特例，即“+”運(yùn)算符（包括“+=”），它是唯一重載的運(yùn)算符。該運(yùn)算符除用于計算兩個數(shù)之和外還用于連接兩個字符串。當(dāng)用“+”運(yùn)算符連接的兩個操作數(shù)其中有一個是String類型時，該運(yùn)算即為字符串連接運(yùn)算，如：6.5.3“+”運(yùn)算符的重載intage=18;vars="Heis"+age+"yearsold.";上述連接運(yùn)算過程實際上是按如下方式進(jìn)行的：vars=newStringBuilder("Heis").append(age).append("yearsold.").toString();Java還定義了StringBuffer類，它與StringBuilder類的區(qū)別是：StringBuffer類的實例是線程安全的，而StringBuilder類的實例不是線程安全的。如果不需要線程同步，建議使用StringBuilder類。StringBuffer類Java語言程序設(shè)計6.6案例：判定回文串一個字符串，如果從前向后讀和從后向前讀都一樣，則稱為回文串。例如，“madam”和“上海海上”都是回文串。編寫程序，要求從鍵盤輸入一個字符串，判斷該字符串是否是回文串。判定回文串對于一個字符串，先判斷該字符串的第一個字符和最后一個字符是否相等，如果相等，檢查第二個字符和倒數(shù)第二個字符是否相等。這個過程一直進(jìn)行，直到出現(xiàn)不相等的情況或者串中所有字符都檢測完畢。當(dāng)字符串有奇數(shù)個字符時，中間的字符不用檢查。

publicstaticbooleanisPalindrome(Strings){

intlow=0;

inthigh=s.length()-1;

while(low<high){

if(s.charAt(low)!=s.charAt(high))

returnfalse;low++;high--;

}

returntrue;}程序6.5Palindrome.java

publicstaticvoidmain(String[]args){Scannersc=newScanner(System.in);System.out.print("請輸入一個字符串：");Strings=sc.nextLine();

if(isPalindrome(s))System.out.println(s+"：是回文。");

elseSystem.out.println(s+"：不是回文。");

}Java語言程序設(shè)計6.7案例：字符串加密解密在密碼學(xué)中，凱撒密碼（Caesarcipher）是一種最簡單且最廣為人知的加密技術(shù)。它是一種替換加密技術(shù)，明文中的所有字母都在字母表上向后（或向前）按照一個固定數(shù)目進(jìn)行偏移后被替換成密文。這個加密方法是以羅馬時期愷撒的名字命名。字符串加密解密從鍵盤上輸入一個英文字符串（明文），程序運(yùn)行將該字符串加密后輸出（密文）。加密規(guī)則為，字符串中的每個字母都用它后面的第5個字母代替，其他字符不變，如A用F代替，a用f代替，對字母表后面的字母，如V用A代替、Z用E代替。編寫解密程序，從鍵盤輸入密文字符串，程序打印輸出解密后的明文字符串。（1）對于加密程序，根據(jù)取出字符的范圍，對字符變換，代碼如下：字符串加密解密if(c>='A'&&c<='Z'||c>'a'&&c<='z'){if(c>'U'&&c<='Z'||c>'u'&&c<='z'){c=(char)(c-21);}else{c=(char)(c+5);}}（2）對于解密程序，根據(jù)取出字符的范圍，對字符變換，代碼如下：字符串加密解密if(c>='A'&&c<='Z'||c>'a'&&c<='z'){if(c>='A'&&c<='E'||c>='a'&&c<='e'){c=(char)(c+21);}else{c=(char)(c-5);}}varsc=newScanner(System.in);System.out.print("請輸入一個字符串:"); varstr=sc.nextLine();System.out.println("原字符串是:"+str);StringBuilderss=newStringBuilder(str);

for(inti=0;i<ss.length();i++){charc=ss.charAt(i);程序6.6Encryption.javaif(c>='A'&&c<='Z'||c>'a'&&c<='z'){if(c>'U'&&c<='Z'||c>'u'&&c<='z'){ c=(char)(c-21);}else{ c=(char)(c+5);}}ss.setCharAt(i,c);