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- 2023.06.06 -

今天接着继续讲解Java字符串实现简单的加密解密以及Java StringBuffer类详解、Java利用StringBuffer替换特殊字符、String、StringBuffer和StringBuilder类的区别，建议收藏！

一、Java字符串实现简单加密解密

为了保证程序的安全，经常采用数据加密的方法。Java 中提供了专门用于加密运算的类和接口。

除了使用加密类和接口外，还可以通过多种方式实现字符串的加密。其中常用的就是获取字符串的字节数组，之后对字节数组中的每个字节都进行运算，得到新的内容，这时所获得的字符串与原字符串将不相同，以此达到加密的效果；解密时再将加密字符串进行相反的运算，这样即可得到原字符串。

下面这个例子简单介绍如何通过数据运算实现字符串的加密和解密，实现步骤如下：

1）创建一个静态的 encryptAndDencrypt() 方法，在该方法中传入两个参数。代码如下：

public static String encryptAndDencrypt(String value, char secret) {

byte[] bt = value.getBytes(); // 将需要加密的内容转换为字节数组

for (int i = 0; i < bt.length; i++) {

bt[i] = (byte) (bt[i] ^ (int) secret); // 通过异或运算进行加密

}

String newresult = new String(bt, 0, bt.length); // 将加密后的字符串保存到 newresult 变量中

return newresult;

}

上述代码首先将需要加密的内容转换为字节数组，接着遍历字节数组中的内容，在 for 语句中通过异或运算进行加密，然后将加密后的字符串保存到 newresult 变量中。最后返回 newresult 变量的值。

2）在 main() 方法中添加代码，接收用户在控制台输入的内容并输出，然后调用 encryptAndUncrypt() 方法对字符串分别进行加密和解密，并将加密和解密后的内容输出。代码如下：

public static void main(String[] args) {

Scanner scan = new Scanner(System.in);

char secret = '8'; // 加密文字符

System.out.println("请输入您想加密的内容：");

String pass = scan.next();

System.out.println("原字符串内容：" + pass);

String encryptResult = encryptAndDencrypt(pass, secret);

System.out.println("加密后的内容：" + encryptResult);

String uncryptResult = encryptAndDencrypt(encryptResult, secret);

System.out.println("解密后的内容：" + uncryptResult);

}

3）执行上述代码进行测试，结果如下所示：

请输入您想加密的内容：

hello,java

原字符串内容：hello,java

加密后的内容：P]TTWRYNY

解密后的内容：hello,java

二、Java StringBuffer类详解

在 Java 中，除了通过 String 类创建和处理字符串之外，还可以使用 StringBuffer 类来处理字符串。StringBuffer 类可以比 String 类更高效地处理字符串。

因为 StringBuffer 类是可变字符串类，创建 StringBuffer 类的对象后可以随意修改字符串的内容。每个 StringBuffer 类的对象都能够存储指定容量的字符串，如果字符串的长度超过了 StringBuffer 类对象的容量，则该对象的容量会自动扩大。

创建 StringBuffer 类

StringBuffer 类提供了 3 个构造方法来创建一个字符串，如下所示：

• StringBuffer() 构造一个空的字符串缓冲区，并且初始化为 16 个字符的容量。
• StringBuffer(int length) 创建一个空的字符串缓冲区，并且初始化为指定长度 length 的容量。
• StringBuffer(String str) 创建一个字符串缓冲区，并将其内容初始化为指定的字符串内容 str，字符串缓冲区的初始容量为 16 加上字符串 str 的长度。

使用 StringBuffer 类的构造函数的示例如下：

// 定义一个空的字符串缓冲区，含有16个字符的容量

StringBuffer str1 = new StringBuffer();

// 定义一个含有10个字符容量的字符串缓冲区

StringBuffer str2 = new StringBuffer(10);

// 定义一个含有(16+4)的字符串缓冲区，"青春无悔"为4个字符

StringBuffer str3 = new StringBuffer("青春无悔");

/*

*输出字符串的容量大小

*capacity()方法返回字符串的容量大小

*/

System.out.println(str1.capacity()); // 输出 16

System.out.println(str2.capacity()); // 输出 10

System.out.println(str3.capacity()); // 输出 20

上述代码声明了 3 个 StringBuffer 对象 str1、str2 和 str3，并分别对其进行初始化。str1.capacity() 用于查看 str1 的容量，接着以同样的方式对 str2 和 str3 进行容量查看的操作。

追加字符串

StringBuffer 类的 append() 方法用于向原有 StringBuffer 对象中追加字符串。该方法的语法格式如下：

StringBuffer 对象.append(String str)

该方法的作用是追加内容到当前 StringBuffer 对象的末尾，类似于字符串的连接。调用该方法以后，StringBuffer 对象的内容也发生了改变，例如：

StringBuffer buffer = new StringBuffer("hello,"); // 创建一个 StringBuffer 对象

String str = "World!";

buffer.append(str); // 向 StringBuffer 对象追加 str 字符串

System.out.println(buffer.substring(0)); // 输出：Hello,World!

例如：每个新学期开始，学校都会针对本学期课程列出必修课程。编写一个 Java 程序，要求用户向控制台循环录入五门必修课程名称，并将这五个名称进行连接，最后输出连接后的字符串。代码如下：

import java.util.Scanner;

public class Testl9 {

public static void main(String[] args) {

StringBuffer sys = new StringBuffer("校内课程管理");

System.out.println("欢迎进入《"+sys+"》系统");

// 声明课程名称字符串

StringBuffer courseName = new StringBuffer();

System.out.println("请录入本期的五门必修课名称：");

Scanner input = new Scanner(System.in);

// 循环接收控制台输入的字符串

String name = "";

for (int i = 0;i < 5;i++) {

name = input.next();

courseName.append(name+"\t");

if(i == 4) {

System.out.println("录入完毕!");

}

}

System.out.println("本学期的必修课程有：\n"+courseName);

}

在该程序中，首先声明一个空的 StringBuffer 对象，然后声明并初始化 courseName 变量，该变量用于存储用户从控制台输入的课程名称，接着使用 for 循环语句来循环接收用户输入数据。

在循环体中，调用 StringBuffer 对象的 append() 方法对用户输入的字符串进行追加，当用户录完五门课程的名称后，程序将输出“录入完毕！”的提示信息。最后输出 String-Buffer 对象字符串。

运行程序，执行结果如下所示：

欢迎进入《校内课程管理》系统

请录入本期的五门必修课名称：

Java语言基础

SQL查询数据库

模拟电路

Java面向对象编程

体育

录入完毕!

本学期的必修课程有：Java语言基础 SQL查询数据库 模拟电路 Java面向对象编程 体育

替换字符

StringBuffer 类的 setCharAt() 方法用于在字符串的指定索引位置替换一个字符。该方法的语法格式如下：

StringBuffer 对象.setCharAt(int index, char ch);

该方法的作用是修改对象中索引值为 index 位置的字符为新的字符 ch，例如：

StringBuffer sb = new StringBuffer("hello");

sb.setCharAt(1,'E');

System.out.println(sb); // 输出：hEllo

sb.setCharAt(0,'H');

System.out.println(sb); // 输出：HEllo

sb.setCharAt(2,'p');

System.out.println(sb); // 输出：HEplo

反转字符串

StringBuffer 类中的 reverse() 方法用于将字符串序列用其反转的形式取代。该方法的语法格式如下：

StringBuffer 对象.reverse();

使用 StringBuffer 类中的 reverse() 方法对字符串进行反转的示例如下：

StringBuffer sb = new StringBuffer("java");

sb.reverse();

System.out.println(sb); // 输出：avaj

删除字符串

StringBuffer 类提供了 deleteCharAt() 和 delete() 两个删除字符串的方法，下面详细介绍。

1. deleteCharAt() 方法

deleteCharAt() 方法用于移除序列中指定位置的字符，该方法的语法格式如下：

StringBuffer 对象.deleteCharAt(int index);

deleteCharAt() 方法的作用是删除指定位置的字符，然后将剩余的内容形成一个新的字符串。例如：

StringBuffer sb = new StringBuffer("She");

sb.deleteCharAt(2);

System.out.println(sb); // 输出：Sh

执行该段代码，将字符串 sb 中索引值为 2 的字符删除，剩余的内容组成一个新的字符串，因此对象 sb 的值为 Sh。

2. delete() 方法

delete() 方法用于移除序列中子字符串的字符，该方法的语法格式如下：

StringBuffer 对象.delete(int start,int end);

其中，start 表示要删除字符的起始索引值（包括索引值所对应的字符），end 表示要删除字符串的结束索引值（不包括索引值所对应的字符）。该方法的作用是删除指定区域以内的所有字符，例如：

StringBuffer sb = new StringBuffer("hello jack");

sb.delete(2,5);

System.out.println(sb); // 输出：he jack

sb.delete(2,5);

System.out.println(sb); // 输出：heck

执行该段代码，将字符串“hello jack”索引值为 2（包括）到索引值为 5（不包括）之间的所有字符删除，因此输出的新的字符串的值为“he jack”。

三、利用StringBuffer替换特殊字符

下面以一个实例来讲解这个知识点，在本实例中为保证大家输入的 Java 文件名合格，将利用 StringBuffer 类实现对 Java 文件名中的特殊符号进行替换，包括将中文状态下的“。”和全角状态下的“.”替换为英文状态下的“.”。

本例实现过程中主要使用了 StringBuffer 类的字符查找和替换方法，实现代码如下：

import java.util.Scanner;

public class test2 {

public static void main(String[] args) {

System.out.println("请输入你要提交的Java文件名称：");

Scanner input = new Scanner(System.in);

String fileName = input.next(); // 获取用户输入的 java 文件名称

// 定义StringBuffer对象，字符串内容为用户输入的java文件名称

StringBuffer file = new StringBuffer(fileName);

// 获取英文状态下的"."是否存在

int index = file.lastIndexOf(".");

// 判断中文状态下的"。"和"."是否存在

int errIndex1 = file.lastIndexOf("。");

int errIndex2 = file.lastIndexOf(".");

if (index != -1 && file.substring(index + 1, file.length()).equals("java")) {

System.out.println("作业提交成功!");

} else if (errIndex1 != -1 && file.substring(errIndex1 + 1, file.length()).equals("java")) {

// 将中文状态下的"。"改为英文状态下的"."

file.setCharAt(errIndex1, '.');

System.out.println("你的书写有误，已改正为：" + file + "\r\n提交成功！");

} else if (errIndex2 != -1 && file.substring(errIndex2 + 1, file.length()).equals("java")) {

// 将全角状态下的"."改为英文状态下的"."

file.setCharAt(errIndex2, '.');

System.out.println("你的书写有误，已改正为：" + file + "\r\n提交成功！");

} else {

System.out.println("你提供的java文件名称有误，请核实！");

}

}

}

运行该程序，当用户录入的 Java 文件名称中的为中文状态的“。”和“.”时，修改为英文状态下的“.”，然后再进行提交，如下所示：

请输入你要提交的Java文件名称：

myexapmle。java

你的书写有误，已改正为：myexample.java

在该程序中，实现替换特殊字符步骤如下所示：

01

定义了一个 String 类型的变量，并赋值为用户输入的 Java 文件名称。

02

使用 StringBuffer 的 StringBuffer(String str) 构造函数将该变量的值作为 StringBuffer 对象的值。

03

获取用户输入字符串中（英文和中文）的位置。

04

使用多重 if 选择语句判断用户输入的字符串中是否包含英文状态下的，并且后面的字符串是否为“java”，如果条件成立，则表示用户输入的信息无误，提交成功。

05

在 else if 中判断用户输入的字符串中是否包含中文状态下的“。”和“.”，并且“。”和后面的字符串为“java”，如果判断通过，则调用 StringBuffer 类中的 setCharAt() 方法修改“。”为“.”，再提交。

四、String与可变字符串类的区别

在 Java 中字符串属于对象，Java 提供了 String 类来创建和操作字符串。String 类是不可变类，即一旦一个 String 对象被创建以后，包含在这个对象中的字符序列是不可改变的，直至这个对象被销毁。

Java 提供了两个可变字符串类 StringBuffer 和 StringBuilder，中文翻译为“字符串缓冲区”。

StringBuilder 类是 JDK 1.5 新增的类，它也代表可变字符串对象。实际上，StringBuilder 和 StringBuffer 功能基本相似，方法也差不多。不同的是，StringBuffer 是线程安全的，而 StringBuilder 则没有实现线程安全功能，所以性能略高。因此在通常情况下，如果需要创建一个内容可变的字符串对象，则应该优先考虑使用 StringBuilder 类。

StringBuffer、StringBuilder、String 中都实现了 CharSequence 接口。CharSequence 是一个定义字符串操作的接口，它只包括 length()、charAt(int index)、subSequence(int start, int end) 这几个 API。

StringBuffer、StringBuilder、String 对 CharSequence 接口的实现过程不一样，如下图：

可见，String 直接实现了 CharSequence 接口，StringBuilder 和 StringBuffer 都是可变的字符序列，它们都继承于 AbstractStringBuilder，实现了 CharSequence 接口。

五、总结

String 是 Java 中基础且重要的类，被声明为 final class，是不可变字符串。因为它的不可变性，所以拼接字符串时候会产生很多无用的中间对象，如果频繁的进行这样的操作对性能有所影响。

StringBuffer 就是为了解决大量拼接字符串时产生很多中间对象问题而提供的一个类。它提供了 append 和 add 方法，可以将字符串添加到已有序列的末尾或指定位置，它的本质是一个线程安全的可修改的字符序列。

在很多情况下我们的字符串拼接操作不需要线程安全，所以 StringBuilder 登场了。StringBuilder 是 JDK1.5 发布的，它和 StringBuffer 本质上没什么区别，就是去掉了保证线程安全的那部分，减少了开销。

线程安全：

• StringBuffer：线程安全
• StringBuilder：线程不安全

速度：

一般情况下，速度从快到慢为 StringBuilder > StringBuffer > String，当然这是相对的，不是绝对的。

使用环境：

• 操作少量的数据使用 String。
• 单线程操作大量数据使用 StringBuilder。
• 多线程操作大量数据使用 StringBuffer。

更多Java基础知识持续更新中，欢迎一起学Java！

我们下期再见！

END

文案编辑|云端学长

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