Що являє собою рядок у Java

Сьогодні ми розглянемо, що таке java string, а також яку роль тут відіграє рядок (якщо ви ще на початковому рівні, радимо звернути увагу на курси Java Start і Java Spring на платформі FoxmindED).

У Java, рядок являє собою колекцію символів у подвійних лапках, наприклад, “Hello, world!”. Він є одним з основних типів даних і використовується для зберігання та обробки текстової інформації. Еволюція від роботи з рядками в мові C зробила їх об’єктами, що забезпечує зручність і безпеку обробки тексту. Рядки в Java відіграють ключову роль у додатках, від опрацювання користувацького введення до роботи з базами даних, забезпечуючи обмін і подання інформації. Незмінність рядків у Java робить їх використання передбачуваним і безпечним, особливо в контексті створення надійних і масштабованих додатків.

Створення та ініціалізація рядків

Рядки в Java створюються за допомогою одного з таких способів:

1. Використання літералів (спосіб є найпростішим і використовується найчастіше – рядок створюється із зазначеним значенням):

String str = "Hello, world!";

2. Використання конструкторів (створення рядка дає змогу задати початковий індекс і довжину рядка. Однак при роботі з літералами такий спосіб зазвичай надлишковий):

String str = new String("Hello, world!");

3. Перетворення з інших типів даних (тут приклад з використанням методу valueOf()):

boolean bool = true;

String str4 = String.valueOf(bool);

System.out.println(str4); // Conclusion: true

Рядки в Java можуть бути ініціалізовані так:

1. При присвоєнні значення:

String str = "Hello, world!";

2. При оголошенні змінної (значення рядка буде присвоєно змінній при її оголошенні):

String greeting = "Hello, world!";

System.out.println(greeting);  // Conclusion: Hello, world!

3. При використанні оператора new (рядок створюється із зазначеним значенням, а потім присвоєно змінній):

String customGreeting = new String("Custom Hello, world!");

System.out.println(customGreeting);  // Вивід: Custom Hello, world!

Розглянемо приклади ініціалізації рядків:

• Створення рядка з використанням конкатенації літералів

String fullName = "John" + " " + "Doe";

• Створення рядка з масиву символів

char[] charArray = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};

String fromCharArray = new String(charArray);

Основні операції 

Рядки в Java забезпечують безліч методів для зручної роботи з текстовою інформацією. Серед найважливіших операцій можна виділити:

• Отримання довжини рядка (для цього використовується метод length(): 

String str = "Hello, World!";

int length = str.length();

System.out.println("String length: " + length);

• Отримання індексу символу (рядки в Java індексуються з 0, що означає, що перший символ має індекс 0, другий – 1 і так далі. Для доступу до символів рядка використовується метод charAt(index):

String str = "Java";

char firstChar = str.charAt(0); // Getting the first character (J)

char secondChar = str.charAt(1); // Getting the second character (a)

Розглянемо методи для роботи з рядками:

• Метод substring(startIndex, endIndex) використовується для вилучення підрядка з рядка. Тут startIndex – це індекс початку підрядка, а endIndex – індекс символу, наступного за кінцем підрядка.

String str = "Programming";

String subStr = str.substring(3, 7); // Getting a substring "gram"

• Метод concat(String str) використовується для об’єднання двох рядків. Він повертає новий рядок, що являє собою конкатенацію вихідного рядка і того,   який передано як аргумент.

String str1 = "Hello";

String str2 = "World";

String result = str1.concat(", ").concat(str2); // Result: "Hello, World"

• Інші методи

• toUpperCase() і toLowerCase(): переведення рядка у верхній або нижній регістр.
• trim(): видалення пробілів на початку та наприкінці рядка.
• replace(oldChar, newChar) і replaceAll(regex, replacement): заміна символів або підрядка.
• startsWith(prefix) і endsWith(suffix): перевірка початку і кінця рядка.

Незмінність рядків

Ключовою концепцією під час роботи з рядками в Java є їхня незмінність. Це означає, що після створення рядка його вміст не можна змінити. Коли рядок створюється, він отримує властивість бути постійним, і будь-яка зміна його вмісту створює новий рядок. Ця властивість застосовується до всіх методів, які здавалося б могли б змінити вміст рядка, таких як конкатенація, заміна символів та інші.

Цей принцип незмінності є фундаментальним для класу String і впливає на безліч аспектів роботи з текстовими даними.

String original = "Hello";

String modified = original.concat(", World!"); // A new line is created

У наведеному прикладі original залишається незмінним, і результат конкатенації зберігається в новому рядку modified. Це робиться для забезпечення безпеки та передбачуваності роботи з рядками.

Наведемо приклади та наслідки незмінності рядків:

• Оскільки рядки незмінні, вони можуть безпечно використовуватися в багатопотокових середовищах. Не потрібно турбуватися про те, що інший потік змінить вміст рядка в непередбачений момент.
• Оскільки рядки незмінні, вони можуть бути закешовані. Це означає, що різні змінні можуть посилатися на один і той самий рядок, що покращує ефективність використання пам’яті.
• Багато операцій можуть спільно використовувати наявні рядки. Це знижує кількість створюваних об’єктів, що, своєю чергою, знижує навантаження на збирача сміття.

Порівняння рядків

Порівняння рядків у Java – це важливий аспект роботи з текстовими даними, і мова надає кілька методів для цього. Три основні методи порівняння рядків – equals(), equalsIgnoreCase() і compareTo().

1. Метод equals() використовується для перевірки еквівалентності двох рядків. Він порівнює вміст рядків, враховуючи кожен символ і регістр.

String str1 = "Hello";

String str2 = "Hello";

boolean result = str1.equals(str2); // true, since the contents are identical

2. Метод equalsIgnoreCase() виконує порівняння рядків, ігноруючи регістр символів. Таким чином, рядки “Hello” і “hello” вважатимуться еквівалентними.

String str1 = "Hello";

String str2 = "hello";

boolean result = str1.equalsIgnoreCase(str2); // true, case ignored

3. Метод compareTo() використовується для порівняння рядків лексикографічно (за алфавітом). Він повертає від’ємне число, якщо рядок, що викликає, менший за той, що передано в аргументі; позитивне число, якщо більший; і нуль, якщо рядки рівні.

String str1 = "apple";

String str2 = "banana";

int result = str1.compareTo(str2); // Negative number because "apple" comes before "banana"

Наведемо приклади правильного і неправильного порівняння рядків…

• Правильне:

String str1 = "Java";

String str2 = "Java";

if (str1.equals(str2)) {

    System.out.println("The lines are identical.");

}

• Неправильне:

String str1 = "Java";

String str2 = "java";

if (str1.equals(str2)) {

 System.out.println("The lines are identical."); // This block of code will not execute due to a case difference

}

Правильне порівняння враховує регістр, а неправильне може призвести до невірних результатів. Тому важливо вибирати відповідний метод порівняння залежно від вимог вашої програми.

Конкатенація 

Конкатенація рядків у Java означає об’єднання двох або більше рядків для створення нового. Це часто використовується при формуванні виводу, створенні повідомлень або комбінуванні текстових даних. У Java існує кілька способів виконання конкатенації, включно з використанням оператора + і методу concat().

1. Оператор +: з’єднує два рядки, створюючи новий з їхніми значеннями.

String str1 = "Hello, ";

String str2 = "world!";

String concatenatedString = str1 + str2;

Цей код створить новий рядок зі значенням “Hello, world!”.

1. Метод concat(): поєднує два рядки, повертаючи новий рядок.

String str3 = "Hello, ";

String str4 = "world!";

String concatenatedUsingConcat = str3.concat(str4);

Новий рядок зі значенням “Hello, world!”

Робота з підрядками

У Java для роботи з підрядками використовуються такі методи:

• substring(): повертає підрядок рядка, що починається із зазначеного індексу і закінчується індексом, який менший або дорівнює зазначеному.

String str = "Hello, world!";

String substring = str.substring(0, 5);

• split(): повертає масив підрядків, розділених зазначеним роздільником.

String str = "Hello, world!";

String[] substrings = str.split(" ");

• replace(): замінює всі входження зазначеного символу або підрядка в рядку на інший символ або підрядок.

String str = "Hello, world!";

String replaced = str.replace("Hello", "Goodbye");

Приклади вилучення та заміни підрядків у рядку

• Витяг підрядка

String str = "Hello, world!";

String substring = str.substring(0, 5);

System.out.println(substring); // Hello

• Заміна підрядка

String str = "Hello, world!";

String replaced = str.replace("Hello", "Goodbye");

System.out.println(replaced); // Goodbye, world!

Рядки та масиви

Перетворення рядка в масив символів можна виконати з використанням методу toCharArray() класу String. Цей метод повертає новий масив символів, що представляє вміст рядка.

String text = "Hello, World!";

char[] charArray = text.toCharArray();

// charArray = ['H', 'e', 'l', 'l', 'o', ',', ' ', 'W', 'o', 'r', 'l', 'd', '!']

Також перетворення масиву символів у рядок може бути виконано з використанням конструктора класу String, що приймає масив символів як аргумент.

char[] charArray = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};

String text = new String(charArray);

// text = "Hello"

Наведемо приклад практичного використання

Підрахунок голосних букв у рядку:

public class VowelCounter {

    public static void main(String[] args) {

        String sentence = "Programming is fun";

        char[] charArray = sentence.toCharArray();

        int vowelCount = 0;

        for (char c : charArray) {

            if (isVowel(c)) {

                vowelCount++;

            }

        }

        System.out.println("Number of vowels: " + vowelCount);

    }

    private static boolean isVowel(char c) {

        return "AEIOUaeiou".indexOf(c) != -1;

    }

}

У цьому прикладі рядок “Programming is fun” перетворюється на масив символів, і потім за допомогою методу isVowel() підраховується кількість голосних букв у рядку.

StringBuilder й StringBuffer

У Java існують два класи для роботи з рядками: StringBuilder і StringBuffer. Обидва вони надають методи для роботи з рядками, але між ними є деякі важливі відмінності.

StringBuilder ефективніший в однопотокових сценаріях, оскільки не забезпечує синхронізацію, тоді як StringBuffer забезпечує безпеку в багатопотокових умовах завдяки синхронізації. Якщо потрібна зміна рядка, додавання або видалення символів, а також перетворення в інший формат, рекомендується використовувати перший. У разі необхідності роботи зі змінюваним рядком у багатопотоковому середовищі, краще скористатися другим.

Висновок

У цій статті ми розглянули основи роботи з рядками в Java. Розуміння цих концепцій є ключовим для розробників, оскільки рядки відіграють важливу роль в обробці текстових даних. Рекомендується додатково вивчити документацію Java і провести практичні вправи для поглибленого розуміння роботи з рядками.