1、String类的特性

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    private final char value[];

1. String是被final修饰的类，不能被继承；
2. String实现了Serializable和Comparable接口，表示String支持序列化和可以比较大小；
3. String底层是通过char类型的数据实现的，并且被final修饰，所以字符串的值创建之后就不可以被修改，具有不可变性。

2、深入理解String的不可变性

通过字面量方式为字符串赋值时，此时的字符串存储在方法区的字符串常量池中，并且在字符串常量池中不会存储相同内容的字符串。

String s1="hi";
String s2="hi";
s1="hello";

刚开始字符串s1和s2内容相等，都指向字符串常量池中的同一个地址，如下图所示：

当s1值的改变之后，此时s2的值不变还是指向原来的内存地址，但是s1会重新分配内存地址进行赋值，如下图所示：

总结1：String字符串具有不可变性，当字符串重新赋值时，不会在原来的内存地址进行修改，而是重新分配新的内存地址进行赋值。

String s3="abc";
String s4=s3+"def";
System.out.println(s3); //abc

总结2：当字符串进行拼接时，也不会在原来的内存地址进行修改，而是重新分配新的内存地址进行赋值。

String s5="abcd";
String s6=s5.replace("d","g");
System.out.println(s5);

此时的内存结构如下图所示：

总结3：当调用String的replace方法修改指定的字符或字符串时，也不会在原来的内存地址进行修改，也是重新分配新的内存地址进行赋值。

3、String实例化的两种方式

方式一：通过字面量方式实例化

String str = "abc";

方式二：通过new+构造器的方式实例化

String str=new String("abc");

4、String两种实例化方式的对比

通过字面量方式为字符串赋值时，此时的字符串存储在方法区的字符串常量池中；
通过new+构造器方式实例化字符串时，字符串对象存储在堆中，但是字符串的值仍然存储在方法区的常量池中。如下图所示：

//通过字面量方式为字符串赋值时，此时的字符串存储在方法区的字符串常量池中
String s1="hello";
String s2="hello";

//通过new+构造器方式实例化字符串时，字符串对象存储在堆中
String s3=new String("hello");
String s4=new String("hello");

System.out.println(s1==s2);//true
System.out.println(s1==s3);//false
System.out.println(s1==s4);//false
System.out.println(s3==s4);//false

public class Person {
    public String name;
    public int age;
    Person(){}
    Person(String name,int age){
        this.name=name;
        this.age=age;
    }
}
public static void main(String[] args) {
    Person p1 = new Person("Tom",18);
    Person p2 = new Person("Tom",18);
    System.out.println(p1.name==p2.name); //true
}

此时的内存结构如下图所示：

如果p2中name值进行了修改，那么就会在字符串常量池中新生成一个修改后的值，然后改变堆中name指向的地址值，内存结构就会变成如下图所示：

面试题：使用String str=new String(“hello”)方式创建对象，一共创建了几个对象？
一共会创建两个对象，一个是使用new创建的对象，存储在堆中；另一个是常量对象"hello"，存储在字符串常量池中。

5、String不同拼接方式的对比

public static void main(String[] args) {
    
        String s1="Hello";
        String s2="World";

        String s3="HelloWorld";
        String s4="Hello"+"World";
        String s5=s1+"World";
        String s6="Hello"+s2;
        String s7=s1+s2;

        System.out.println(s3==s4); //true
        System.out.println(s3==s5); //false
        System.out.println(s3==s6); //false
        System.out.println(s3==s7); //false
        System.out.println(s5==s6); //false
        System.out.println(s5==s7); //false
        System.out.println(s6==s7); //false

        String s8=s5.intern();
        System.out.println(s3==s8); //true
    }

(1)Java中有常量优化机制，“Hello"和"World"本身就是字符串常量，所以在编译时，会直接把"Hello"和"World"合并成"HelloWorld"字符串，又因为在执行s3的时候已经在常量池中创建了"HelloWorld”，所以s3==s4。
(2)当变量与字面量或变量与变量进行拼接时，会在堆中创建一个StringBuilde对象，然后使用StringBuilder的append()方法将变量与字面量或变量与变量进行拼接，最后调用toString()方法转成String对象。所以s5、s6、s7指向的都是堆内存中String对象的地址值。
(3)使用intern()这个方法时，首先会检查字符串常量池中是否有对应的字符串，如果存在则返回这个字符串的引用；否则会先将字符串添加到字符串常量池中，然后再返回这个字符串的引用。所以s3==s8。

易错的笔试题

public static void main(String[] args) {
    final String s1="Hello"; 
    String s2="HelloWorld";
    String s3=s1+"World";
    System.out.println(s2==s3); //true
}

此时的s1用final进行修饰，表示的是一个常量，所以此时s1+“World"就相当于"Hello”+“World”，结果仍然是一个常量，所以s2==s3。

6、String的常用方法

int length()：返回字符串的长度
char charAt(int index)：返回指定索引处的字符
boolean isEmpty()：判断字符串是否为空
String toLowerCase()：将字符串中的所有字符转换为小写
String toUpperCase()：将字符串中的所有字符转换为大写
String trim()：返回字符串的副本，去掉前导空白和尾部空白，中间的空白不会被去掉
boolean equals(Object obj)：比较字符串的内容是否相同
boolean equalsIgnoreCase(String anotherString)：忽略大小写，比较字符串的内容是否相同
String concat(String str)：将指定字符串连接到此字符串的结尾，等价于用“+”
int compareTo(String anotherString)：比较两个字符串的大小
String substring(int beginIndex)：返回从beginIndex到末尾的子字符串
String substring(int beginIndex, int endIndex)：返回从beginIndex到endIndex前一位的子字符串,不包括endIndex

boolean endsWith(String suffix)： 判断字符串是否以指定的后缀结束
boolean startsWith(String prefix)：判断字符串是否以指定的前缀开始
boolean startsWith(String prefix, int toffset)：判断字符串在指定索引开始的子字符串是否以指定前缀开始
boolean contains(CharSequence s)：判断当前字符串中是否包含指定的字符串

int indexOf(String str)：返回指定子字符串在当前字符串中第一次出现处的索引
int indexOf(String str, int fromIndex)：返回从指定的索引后，指定子字符串在当前字符串中第一次出现处的索引
int lastIndexOf(String str)：返回指定子字符串在当前字符串中最后一次出现处的索引
int lastIndexOf(String str, int fromIndex)：返回从指定的索引后，指定子字符串在当前字符串中最后一次出现处的索引
注：indexOf和lastIndexOf方法如果未查找到指定子字符串时，返回值都为-1。

String replace(char oldChar, char newChar)：替换当前字符串中指定的子字符串
String[] split(String regex)：根据指定的符号拆分当前字符串，然后返回一个String数组

7、String与char[]之间相互装换

String ——> char[] : 调用String的toCharArray方法
String s1="ABCD";
char[] chars = s1.toCharArray();

char[] ——> String : 调用String的构造器
char[] chars=new char[]{'A','B','C','D'};
String s = new String(chars);
System.out.println(s); //ABCD

8、String与byte[]之间相互装换

String ——> byte[] : 调用String的getBytes方法
String str="ABCD";
byte[] bytes = str.getBytes(); //也可以使用指定的字符编码

byte[] ——> String : 调用String的构造器
byte[] bytes=new byte[]{'A','B','1','2'};
String str = new String(bytes); //也可以使用指定的字符编码
System.out.println(str); //AB12

9、深入理解StringBuffer和StringBuilder

StringBuffer、StringBuilder和String类似，底层也是用一个数组来存储字符串的值，并且数组的默认长度为16，即一个空的StringBuffer对象数组长度为16。实例化一个StringBuffer对象即创建了一个大小为16个字符的字符串缓冲区。但是​当我们调用有参构造函数创建一个StringBuffer对象时，数组长度就不再是16了，而是根据当前对象的值来决定数组的长度，数组的长度为“当前对象的值的长+16”。所以一个 StringBuffer 创建完成之后，有16个字符的空间可以对其值进行修改。如果修改的值范围超出了16个字符，会先检查StringBuffer对象的原char数组的容量能不能装下新的字符串，如果装不下则会对 char 数组进行扩容。

那StringBuffer是怎样进行扩容的呢？
扩容的逻辑就是创建一个新的 char 数组，将现有容量扩大一倍再加上2，如果还是不够大则直接等于需要的容量大小。扩容完成之后，将原数组的内容复制到新数组，最后将指针指向新的 char 数组。

StringBuffer和StringBuilder中常用的方法：

StringBuffer append(xxx)：拼接字符串
StringBuffer delete(int start,int end)：删除指定范围的内容,左开右闭
StringBuffer replace(int start, int end, String str)：替换指定范围的内容
StringBuffer insert(int offset, xxx)：在指定位置插入指定的内容
StringBuffer reverse() ：把当前字符序列逆转

public int indexOf(String str) : 返回指定子字符串在当前字符串中第一次出现处的索引
public String substring(int start,int end) ：返回指定范围的子字符串
public int length() : 返回字符串的长度
public char charAt(int n ) : 获取指定索引处的字符
public void setCharAt(int n ,char ch) : 设置指定索引处的字符

面试题：String、StringBuffer和StringBuilder的异同？
相同点：底层都是通过char数组实现的
不同点：

1. String对象一旦创建，其值是不能修改的，如果要修改，会重新开辟内存空间来存储修改之后的对象；而StringBuffer和StringBuilder对象的值是可以被修改的；
2. StringBuffer几乎所有的方法都使用synchronized实现了同步，线程比较安全，在多线程系统中可以保证数据同步，但是效率比较低；而StringBuilder 没有实现同步，线程不安全，在多线程系统中不能使用 StringBuilder，但是效率比较高。
3. 如果我们在实际开发过程中需要对字符串进行频繁的修改，不要使用String，否则会造成内存空间的浪费；当需要考虑线程安全的场景下使用 StringBuffer，如果不需要考虑线程安全，追求效率的场景下可以使用 StringBuilder。