字串操作是計算機程式設計中最常見的行為。

13.1 不可變 String

String 物件是不可變的。String 類中每一個看起來會修改 String 值的方法，實際上都是建立了一個全新的 String 物件去包含修改後的字串內容；而最初的 String 物件則沒有改變。
每當吧 Stirng 物件作為方法的引數時，都會複製一份引用，而該引用所指的物件一直待在單一的物理位置上，從未動過。

13.2 過載 “+” 與 StringBuilder

操作符的過載的意思是，一個操作符在用於特定的類時，被賦予了特殊的意義。
用於 String 的 “+” 與 “+=” 是 Java 中僅有的兩個過載過的操作符，而 Java 不允許程式設計師過載任何其他操作符。

使用 “+” 可以連線 String，但是原理上，大致是使用類似 append() 方法，生成新的 String 物件，以包含連線後的字串。這種工作方式，期間涉及大量的中間物件生成與回收，會帶來一定的效能問題。
但其實通過反編譯後的位元組碼，我們可以知道在使用 “+” 的時候，編譯器會自動引入 java.lang.StringBuilder 類，並使用 append() 方法，最後 toString() 轉換拼接好的字串。
可以看出編譯器是會自動優化效能的，但是使用多個 Stirng 物件和操作符拼接和使用 Stringbuilder 有什麼不同呢：
假設在迴圈內拼接字串，編譯後的位元組碼會顯示，使用操作符的方式每次在迴圈體內部都會新建一個 Stringbuilder

13.3 無意識的遞迴

對於 ArrayList.toString()，他會遍歷 ArrayList 中包含的所有物件，呼叫每個元素上的 toString() 方法。這就是一種無意識的遞迴。

public class InfiniteRecursion {
    @Override
    public String toString() {
        return " InfiniteRecursion address: " + this + "\n";
    }
}

對於上述程式碼，在其他型別的物件與字串用 “+” 相連線的時候，會發生自動型別轉換，這個時候會呼叫該物件的 toString()

13.4 String 上的操作

String 物件的一些基本方法：

總體上來說，在要改變字串內容時，String 類的方法都會返回一個新的 Stirng 物件；如果內容沒有改變，String 的方法只是返回指向原物件的引用。

13.5 格式化輸出

Java 中的 printf() 可以使用格式修飾符來連線字串。

printf("Row 1: [%d %f]\n", x, y);

Java 中還提供了與 printf() 等價的 format() 方法。該方法可用於 PrintStream 或 PrintWriter 物件。

Java 中所有新的格式化功能都由 java.util.Formatter 處理，當建立一個 Formatter 物件的時候，需要向其構造器傳遞一些資訊，告訴它最終的結果將向哪裡輸出。如下

Formatter f = new Formatter(System.out);

再插入資料時，如果想要更精確的控制格式，那麼需要更復雜的格式修飾符。以下是其抽象的語法：

%[argument_index$][flags][width][.precision]conversion

其中
width 控制一個域的最小尺寸，width 可以用於各種型別的資料轉換，並且其行為方式都一樣。預設情況下資料右對齊，可以通過使用“-”標誌來改變對齊方向。
precision 用來指明最大尺寸，並不是所有型別的資料都能使用 precision，而且應用於不同型別的資料轉換時，precision 的意義也不同：對於 String 表示列印時輸出字元的最大數量；對於浮點數表示小數部分要顯示出來的位數（預設6位小數）位數過多舍入，過少則補零；而 precision 沒法應用於整數。

常用的型別轉換字元：

String.format() 是一個 static 方法，他接受與 Formatter.format() 方法一樣的引數，但是返回一個 String 物件。

String.format("%05X: ", str);

使用上面的方法，可以以可讀的十六進位制格式將位元組陣列打印出來。

13.6 正則表示式

使用正則表示式，就能夠以程式設計的方式，構造複雜的文字模式，並對輸入的字串進行搜尋。
正則表示式提供了一種完全通用的方式，能夠解決各種字串處理相關的問題：匹配、選擇、編輯以及驗證。

String 中提供了正則表示式工具
split() 將字串從正則表示式匹配的地方切開
replace() 只替換正則表示式第一個匹配物件
replaceAll() 替換正則表示式全部的匹配物件

? 可以用來描述一個要查詢的字串
+ 一個或多個之前的表示式
\\ 在正則表示式中插入一個普通的反斜線，因此\\d可以表示一個數字，\\w表示一個非單詞小寫字元，\\W表示一個非單詞大寫字元
| 或操作
例：
-?\\d+，表示“可能有一個負號，後面跟著一位或者多位的數字”。
(-|\\+)? 表示“可能以一個正號或者負號開頭的字串”

建立正則表示式

量詞

量詞描述了一個模式吸收輸入文字的方式

• 貪婪型：量詞總是貪婪的，除非有其他的選項被設定。貪婪表示式會為所有可能的模式發現儘可能多的匹配。
• 勉強型：用問號來指定，這個量詞匹配滿足模式所需的最少字元數。因此也可以視作“懶惰的、最少匹配的、非貪婪的、不貪婪的”。
• 佔有型：該量詞只在 Java 中可用。正常當正則表示式被應用於字串時，它會產生相當多的狀態，以便在匹配失敗時可以回溯。而“佔有型”量詞並不儲存這些中間狀態，因此他們可以用來防止回溯，這個特性常用於防止正則表示式失控，因此可以使正則表示式執行起來更有效。

表示式 X 通常必須使用圓括號括起來以免造成不必要的歧義。
介面 CharSequence 從 CharBuffer、String、StringBuffer、StringBuilder 類之中抽象出了字元序列的一般化定義。多數正則表示式操作都接受 CharSequence 型別的引數。

Pattern 和 Matcher

使用 static Pattern.compile() 方法來編譯正則表示式，它會根據 String 型別的正則表示式生成一個 Pattern 物件。
接下來可以把想要檢索的字串傳入 Pattern 物件的 matcher() 方法。該方法會生成一個 Matcher 物件，有很多種用法。
示例如下：

public class TestRegularExpression {
    public static void main(String[] args) {
        if (args.length < 2) {
            print("Usage:\njava TestRegularExpression " +
                    "characterSequence regularExpression+");
            System.exit(0);
        }
        print("Input: \"" + args[0] + "\"");
        for (String arg : args) {
            print("Regular expression: \"" + arg + "\"");
            Pattern p = Pattern.compile(arg);
            Matcher m = p.matcher(args[0]);
            while (m.find()) {
                print("Match \"" + m.group() + "\" at positions " +
                        m.start() + "-" + (m.end() - 1));
            }
        }
    }
}

可以看到，Pattern 物件表示編譯後的正則表示式，利用該物件上的 matcher() 方法加上一個輸入字串，即可構造出 Matcher 物件，用來進行相應的匹配或其他操作。

Pattern 類還提供：

• matches() 該方法完整為 static boolean matches(String regex, CharSequence input)，用以檢查 regex 是否匹配整個 CharSequence 型別的 input 引數。
• split() 該方法從匹配 regex 的地方分隔輸入字串，返回分割後的子字串 String 陣列。

Matcher 類提供：

• boolean matches() 判斷整個輸入字串是否匹配正則表示式模式。
• boolean lookingAt() 用來判斷該字串（不必是整個字串）的始部分是否能匹配模式。
• boolean find() 用來在 CharSequence 中查詢多個匹配。
• boolean find(int start)

組（Group）是用括號劃分的正則表示式。可以根據組的編號來引用整個組。組號為0表達整個表示式；組號為1表示被第一對括號括起的組，以此類推。
Matcher 類提供一系列方法用於獲取與組相關的資訊：

• public int groupCount() 返回該匹配器的模式中的分組數目，第0組不包括在內。
• public String group() 返回前一次匹配操作（例如 find()）的第0組（整個匹配）。
• public String group(int i) 返回前一次匹配操作期間指定的組號，如果匹配成功，但指定的組沒有匹配輸入字串的任何部分，則會返回 null。
• public int start(int group) 返回在前一次匹配操作中尋找到的組的起始索引。
• public int end(int group) 返回在前一次匹配操作中尋找到的組的最後一個字元索引加一的值。

Pattern 標記：Pattern 類的 compile() 方法還有另外一個版本，它接受一個標記引數，以調整匹配的行為。完整方法表達為：Pattern Pattern.compile(String regex, int flag)。
其中 flag 來自以下 Pattern 類中的常量：

示例：

Pattern p =  Pattern.compile("^java",
      Pattern.CASE_INSENSITIVE | Pattern.MULTILINE);

split() 方法將輸入字串斷開成字串物件陣列，斷開邊界有下列正則表示式確定：

• String[] split(CharSequence input)
• String[] split(CharSequence input, int limit) 限制了將輸入分割成字串的數量

替換操作

• replaceFirst(String replacement) 以引數字串 replacement 替換掉第一個匹配成功的部分。
• replaceAll(String replacement) 以引數字串 replacement 替換所有匹配成功的部分。
• appendReplacement(StringBuffer sbuf, String replacement) 執行漸進式替換，它允許你呼叫其他方法來生成或處理 replacement，使你能夠以程式設計的方式將目標分割成組。
• appendTail(StringBuffer sbuf) 在執行一次或多次 appendReplacement() 之後，呼叫此方法可以將輸入字串餘下的部分複製到 sbuf 中。

通過 reset() 方法可以將現有的 Matcher 物件應用於一個新的字元序列。使用不帶引數的 reset() 方法可以將 Matcher 物件重新設定到當前字元序列的起始位置。

13.7 掃描輸入

Java SE5中新增了 Scanner 類，可以用於掃描輸入工作。
Scanner 的構造器可以接受任何型別的輸入物件，包括 File、InputStream、String 或 Readable 等。Readable 介面表示”具有 read() 方法的某種東西“。
對於 Scanner，所有的輸入、分詞以及翻譯操作都隱藏在不同型別的 next() 方法中，所有基本型別（除 char 之外）都有對應的 next() 方法。對於所有的 next() 方法，只有找到一個完整的分詞之後才會返回。Scanner 也有相應的 hasNext() 方法，用來判斷下一個輸入分詞是否為所需型別。

預設情況下，Scanner 根據空白字元對輸入進行分詞，但是也可以用正則表示式指定自己所需的定界符。

13.8 StringTokenier

在 Java 引入正則表示式（J2SE1.4）和 Scanner 類（Java SE5）之前，使用 StringTokenier 來進行分詞。
下面是兩者的比較：

public class ReplacingStringTokenizer {
    public static void main(String[] args) {
        String input = "But I'm not dead yet! I feel happy!";
        StringTokenizer stoke = new StringTokenizer(input);
        while (stoke.hasMoreElements())
            System.out.print(stoke.nextToken() + " ");
        System.out.println();
        System.out.println(Arrays.toString(input.split(" ")));
        Scanner scanner = new Scanner(input);
        while (scanner.hasNext())
            System.out.print(scanner.next() + " ");
    }
}

輸出：

But I'm not dead yet! I feel happy! 
[But, I'm, not, dead, yet!, I, feel, happy!]
But I'm not dead yet! I feel happy! 

StringTokenier 已經基本廢棄了。