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Java 中的 substring 和 split：深入解析与最佳实践

简介

在 Java 编程中，字符串处理是一项极为常见的任务。substring 和 split 方法作为字符串处理的关键工具，为开发者提供了强大的字符串操作能力。substring 方法用于从一个字符串中提取子字符串，而 split 方法则用于将字符串按照指定的分隔符拆分成字符串数组。深入理解并熟练运用这两个方法，对于提高 Java 字符串处理的效率和质量至关重要。本文将详细介绍这两个方法的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践，帮助读者更好地掌握它们在实际编程中的应用。

目录

  1. substring 基础概念
  2. substring 使用方法
    • 指定起始索引
    • 指定起始和结束索引
  3. split 基础概念
  4. split 使用方法
    • 使用单个分隔符
    • 使用多个分隔符
  5. 常见实践
    • 解析 CSV 数据
    • 提取 URL 路径参数
  6. 最佳实践
    • 性能优化
    • 避免空指针异常
  7. 小结
  8. 参考资料

substring 基础概念

substring 是 java.lang.String 类的一个实例方法，用于从当前字符串中提取一个子字符串。该方法有两种重载形式，分别接受一个或两个参数。这两个参数都基于 0 索引，即字符串的第一个字符位置为 0。

substring 使用方法

指定起始索引

substring(int beginIndex) 方法从指定的 beginIndex 位置开始提取子字符串，直到字符串的末尾。

public class SubstringExample1 {
    public static void main(String[] args) {
        String originalString = "Hello, World!";
        String subString = originalString.substring(7);
        System.out.println(subString); // 输出: World!
    }
}

在上述示例中，beginIndex 为 7，所以从索引 7 开始提取子字符串，即 "World!"。

指定起始和结束索引

substring(int beginIndex, int endIndex) 方法从 beginIndex 位置开始提取子字符串，直到 endIndex - 1 位置。

public class SubstringExample2 {
    public static void main(String[] args) {
        String originalString = "Hello, World!";
        String subString = originalString.substring(0, 5);
        System.out.println(subString); // 输出: Hello
    }
}

这里 beginIndex 为 0，endIndex 为 5，所以提取的子字符串为从索引 0 到索引 4 的字符，即 "Hello"。

split 基础概念

split 是 java.lang.String 类的另一个实例方法，用于将字符串按照指定的分隔符拆分成字符串数组。分隔符可以是单个字符、字符串或正则表达式。

split 使用方法

使用单个分隔符

split(String regex) 方法接受一个字符串作为分隔符，将原字符串按照该分隔符进行拆分。

public class SplitExample1 {
    public static void main(String[] args) {
        String originalString = "apple,banana,orange";
        String[] fruits = originalString.split(",");
        for (String fruit : fruits) {
            System.out.println(fruit); 
        }
        /* 输出:
         * apple
         * banana
         * orange
         */
    }
}

在这个例子中，使用逗号（","）作为分隔符，将字符串拆分成了三个水果名称的数组。

使用多个分隔符

可以使用正则表达式作为分隔符，实现使用多个分隔符进行拆分。

public class SplitExample2 {
    public static void main(String[] args) {
        String originalString = "apple,banana;orange:pear";
        String[] fruits = originalString.split("[,;:]");
        for (String fruit : fruits) {
            System.out.println(fruit); 
        }
        /* 输出:
         * apple
         * banana
         * orange
         * pear
         */
    }
}

这里使用了正则表达式 [,;:]，表示逗号、分号和冒号都作为分隔符，将字符串拆分成了四个水果名称的数组。

常见实践

解析 CSV 数据

CSV（逗号分隔值）文件是一种常见的数据存储格式。使用 split 方法可以很方便地解析 CSV 文件中的每一行数据。

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class CSVParser {
    public static void main(String[] args) {
        String csvFilePath = "data.csv";
        try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(csvFilePath))) {
            String line;
            while ((line = br.readLine()) != null) {
                String[] values = line.split(",");
                for (String value : values) {
                    System.out.print(value + " ");
                }
                System.out.println();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

上述代码逐行读取 CSV 文件，并使用逗号作为分隔符将每行数据拆分成数组，然后打印出每个值。

提取 URL 路径参数

在处理 Web 应用程序时，经常需要从 URL 中提取路径参数。

public class URLParameterExtractor {
    public static void main(String[] args) {
        String url = "https://example.com/path/to/page?param1=value1&param2=value2";
        int queryStart = url.indexOf('?');
        if (queryStart != -1) {
            String queryString = url.substring(queryStart + 1);
            String[] params = queryString.split("&");
            for (String param : params) {
                String[] keyValue = param.split("=");
                if (keyValue.length == 2) {
                    System.out.println(keyValue[0] + " : " + keyValue[1]);
                }
            }
        }
        /* 输出:
         * param1 : value1
         * param2 : value2
         */
    }
}

这段代码首先找到 URL 中查询字符串的起始位置，然后提取查询字符串，再使用 split 方法将参数拆分成键值对并打印出来。

最佳实践

性能优化

在处理大量字符串拆分操作时，使用正则表达式作为分隔符可能会导致性能问题。如果分隔符是固定的字符串，应优先使用 split(String regex, int limit) 方法并设置合理的 limit 参数，以避免不必要的数组扩容。

public class PerformanceOptimization {
    public static void main(String[] args) {
        String originalString = "apple,banana,orange,pear,grape";
        // 设置 limit 为 3，只拆分出前三个部分
        String[] fruits = originalString.split(",", 3);
        for (String fruit : fruits) {
            System.out.println(fruit); 
        }
        /* 输出:
         * apple
         * banana
         * orange,pear,grape
         */
    }
}

避免空指针异常

在调用 substring 和 split 方法之前，务必先检查字符串是否为 null。可以使用 Objects.requireNonNull 方法来确保字符串不为空。

import java.util.Objects;

public class NullCheck {
    public static void main(String[] args) {
        String str = null;
        // 抛出 NullPointerException
        // String subStr = str.substring(0, 5); 
        String safeStr = Objects.requireNonNull(str, "字符串不能为 null");
        String subStr = safeStr.substring(0, 5); 
    }
}

小结

substring 和 split 方法是 Java 字符串处理中非常实用的工具。substring 方法可以方便地提取子字符串，而 split 方法则用于将字符串按照指定的分隔符进行拆分。在实际应用中，我们可以利用这两个方法解决各种字符串处理问题，如解析 CSV 数据、提取 URL 参数等。同时，遵循最佳实践可以提高代码的性能和稳定性，避免常见的错误。希望本文能够帮助读者更好地理解和运用这两个方法，在 Java 编程中更加高效地处理字符串。

参考资料