API 全称是应用程序编程接口，简单理解就是 Java 官方提前封装好的类与方法，开发者可直接调用实现功能。本章重点讲解开发使用频率最高的String字符串类与StringBuilder字符串缓冲区，包含底层特点、构造方法、全套成员方法、经典案例与内存分析，语法 + 实战结合，适合零基础学习、面试复习。

一、API 概述

API 就是 Java 官方提供的现成类和方法，我们无需从零编写底层逻辑，直接调用即可完成业务。前期已经接触过Scanner（键盘录入）、Random（随机数），本章学习字符串两大核心类：String、StringBuilder。

二、String 类

2.1 字符串应用场景

字符串是程序中最常用的数据类型，账号密码、文本内容、弹幕、聊天信息、手机号等业务场景，都离不开字符串操作。

2.2 String 类核心特点

  1. Java 中所有双引号包裹的内容，都是 String 类对象；
  2. 字符串内容一旦创建，不可修改；
  3. 字符串可以被多个引用变量共享。

2.3 String 常用构造方法

构造方法 功能说明
public String() 创建一个空白字符串，无任何字符
public String(String original) 根据传入字符串，创建新字符串对象
public String(char[] chs) 根据字符数组，创建字符串对象

代码演示：

public class StringCreate {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 空参构造
        String s1 = new String();

        // 2. 传入字符串构造
        String s2 = new String("Java");

        // 3. 字符数组转字符串
        char[] arr = {'a','b','c'};
        String s3 = new String(arr);

        System.out.println(s1);
        System.out.println(s2);
        System.out.println(s3);
    }
}

2.4 字符串内存与 == 判断（高频面试点）

==对于引用类型，比较的是内存地址，结合字符串常量池分四种场景讲解：

场景 1：直接赋值常量
String s1 = "abc";
String s2 = "abc";
System.out.println(s1 == s2); // 结果：true

解析：双引号常量会存入字符串常量池，池内数据共享，两个变量指向同一地址。

场景 2：new 关键字创建对象
String s1 = "abc";
String s2 = new String("abc");
System.out.println(s1 == s2); // 结果：false

解析：new会在堆内存开辟新空间，s1指向常量池，s2指向堆对象，地址不同。

场景 3：变量拼接字符串
String s1 = "abc";
String s2 = "ab";
String s3 = s2 + "c";
System.out.println(s1 == s3); // 结果：false

解析：变量拼接底层会使用StringBuilder，最终生成新堆对象，和常量池地址不一致。

场景 4：纯常量拼接
String s1 = "abc";
String s2 = "a" + "b" + "c";
System.out.println(s1 == s2); // 结果：true

解析：编译器会做常量优化，直接合并为"abc"，复用常量池地址。

2.5 字符串内容比较方法

==比较地址，比较字符串内容必须使用专用方法：

  1. public boolean equals(String str)：区分大小写，完全一致才返回true；
  2. public boolean equalsIgnoreCase(String str)：忽略大小写比较。

代码示例（模拟登录案例）：

import java.util.Scanner;

public class LoginDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 预设正确账号密码
        String userName = "admin";
        String pwd = "123456";
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int count = 3; // 登录次数

        while (count > 0) {
            System.out.println("请输入用户名：");
            String inputUser = sc.next();
            System.out.println("请输入密码：");
            String inputPwd = sc.next();

            if (userName.equals(inputUser) && pwd.equals(inputPwd)) {
                System.out.println("登录成功！");
                break;
            } else {
                count--;
                System.out.println("账号或密码错误，剩余次数：" + count);
            }
        }
    }
}

2.6 字符串遍历相关方法

  1. public int length()：获取字符串长度；
  2. public char charAt(int index)：根据索引获取单个字符；
  3. public char[] toCharArray()：将字符串转为字符数组。

实战案例：统计大写、小写、数字字符数量

import java.util.Scanner;

public class CountChar {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入字符串：");
        String str = sc.next();

        int upper = 0;  // 大写
        int lower = 0;  // 小写
        int number = 0; // 数字

        char[] chArr = str.toCharArray();
        for (char ch : chArr) {
            if (ch >= 'A' && ch <= 'Z') {
                upper++;
            } else if (ch >= 'a' && ch <= 'z') {
                lower++;
            } else if (ch >= '0' && ch <= '9') {
                number++;
            }
        }
        System.out.println("大写字母：" + upper);
        System.out.println("小写字母：" + lower);
        System.out.println("数字：" + number);
    }
}

2.7 字符串截取方法

  1. public String substring(int beginIndex)：从指定索引截取到字符串末尾；
  2. public String substring(int beginIndex, int endIndex)：截取指定区间，包头不包尾（包含起始索引，不包含结束索引）。

实战案例：手机号屏蔽（156****1234）

import java.util.Scanner;

public class PhoneHide {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入手机号：");
        String phone = sc.next();

        // 截取前3位 + 拼接**** + 截取后4位
        String start = phone.substring(0,3);
        String end = phone.substring(7);
        String result = start + "****" + end;
        System.out.println("屏蔽后：" + result);
    }
}

2.8 字符串替换方法

方法：public String replace(旧字符串, 新字符串)作用：替换字符串内容，原字符串不变，返回新字符串。

实战案例：敏感词过滤

import java.util.Scanner;

public class ReplaceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入聊天内容：");
        String content = sc.nextLine();
        // 替换敏感词 TMD 为 ***
        String newContent = content.replace("TMD", "***");
        System.out.println("过滤后：" + newContent);
    }
}

2.9 字符串切割方法

方法：public String[] split(String regex)作用：按照指定规则切割字符串，结果存入字符串数组。

2.10 String 常用方法汇总

方法 功能
equals() 区分大小写比较内容
equalsIgnoreCase() 忽略大小写比较内容
length() 获取字符串长度
charAt() 根据索引取字符
toCharArray() 字符串转字符数组
substring() 截取字符串
replace() 字符串替换
split() 字符串切割

小结

  1. String 字符串内容不可变，所有修改操作都会生成新字符串；
  2. 常量池共享地址，new对象、变量拼接都会产生新地址；
  3. 比较内容优先使用equals，禁止直接用==；
  4. 掌握截取、替换、遍历、切割四大常用方法，应对业务开发。

三、StringBuilder 类

3.1 为什么需要 StringBuilder

String内容不可变，频繁拼接字符串会不断产生新对象，内存占用高、执行效率低。StringBuilder是可变字符串缓冲区，字符内容可动态修改，专门用于高频字符串拼接场景，性能远优于String。

3.2 StringBuilder 构造方法

构造方法 功能说明
public StringBuilder() 创建空字符串缓冲区
public StringBuilder(String str) 传入字符串，初始化缓冲区内容

3.3 核心常用方法

方法 功能说明
append(任意类型) 追加数据，返回自身对象（拼接首选）
reverse() 反转缓冲区字符内容
length() 获取字符长度
toString() 转为普通String对象（互转核心方法）

3.4 方法基础演示

public class StringBuilderBase {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        // 拼接内容
        sb.append("Java").append(123).append(true);
        System.out.println("拼接后：" + sb);

        // 反转
        sb.reverse();
        System.out.println("反转后：" + sb);

        // 转为String
        String str = sb.toString();
        System.out.println("转为字符串：" + str);
    }
}

3.5 案例 1：判断回文字符串

需求：键盘录入字符串，判断是否为对称回文（如123321、abcba）

import java.util.Scanner;

public class Palindrome {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入字符串：");
        String str = sc.next();

        // 借助StringBuilder反转对比
        StringBuilder sb = new StringBuilder(str);
        String reverseStr = sb.reverse().toString();

        if (str.equals(reverseStr)) {
            System.out.println("是回文字符串");
        } else {
            System.out.println("不是回文字符串");
        }
    }
}

3.6 案例 2：数组转指定格式字符串

需求：将int[] arr = {1,2,3} 拼接为 [1, 2, 3] 格式

public class ArrayJoin {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1,2,3};
        String result = arrayToString(arr);
        System.out.println(result);
    }

    public static String arrayToString(int[] arr) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append("[");
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            if (i == arr.length - 1) {
                sb.append(arr[i]);
            } else {
                sb.append(arr[i]).append(", ");
            }
        }
        sb.append("]");
        return sb.toString();
    }
}

3.7 String 与 StringBuilder 拼接内存原理

  1. String 拼接：每一次+拼接，都会在堆中创建新String对象，频繁拼接内存开销大；
  2. StringBuilder 拼接：全程只使用一个缓冲区对象，原地修改内容，不产生额外对象，效率极高。

小结

  1. String：内容不可变，适合少量字符串定义、内容对比；
  2. StringBuilder：内容可变，高频拼接、反转场景首选；
  3. 两类可通过toString()实现互相转换；
  4. 核心方法：append()拼接、reverse()反转、length()获取长度。

四、全文总结

java运行

  1. API 概念：Java 官方封装好的类与方法，直接调用即可实现功能；
  2. String 类
    • 特性：内容不可变，常量池共享，new/ 变量拼接产生新地址；
    • 核心方法：比较、遍历、截取、替换、切割，业务文本处理必备；
    • 区分：==比地址，equals比内容；
  3. StringBuilder 类
    • 定位：可变字符串缓冲区，解决 String 拼接低效问题；
    • 核心方法：append拼接、reverse反转、toString转字符串；
  4. 选型建议：少量文本使用String，频繁拼接、动态修改优先使用StringBuilder。

String和StringBuilder是 Java 开发、面试高频考点，建议多练习各类方法案例，吃透内存区别与使用场景。

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