四：java 基础知识（4）-- 异常 字符串

目录

1. 异常处理

1.1 什么是异常

1.2 异常的类型

1.2.1 检查异常

1.2.2 运行时异常

1.3 异常的捕获与处理

1.3.1 try-catch 语句

1.3.2 finally 块

1.3.3 throw 和 throws 关键字

1.4 自定义异常

1.5 异常的最佳实践

2. 字符串

2.1 String 类的概述

2.2 字符串的创建与初始化

2.3 字符串操作方法

1. 拼接与格式化

2. 截取与替换

3. 查找与比较

2.4 StringBuilder 和 StringBuffer 的使用

2.5 字符串的不可变性与效率

2.6 字符串的常量池

2.7 字符串API

1. 字符串创建

2. 字符串长度

3. 字符串比较

4. 字符串查找

5. 字符串操作

6. 字符串分割

7. 字符串格式化

8. 字符串与字符数组的转换

9. 其他常用方法

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1. 异常处理

• 1.1 什么是异常

  •         在 Java 中，异常是指程序执行过程中发生的非正常情况，这些情况通常会影响程序的正常运行。异常可以是由于编程错误、系统错误或外部条件（如用户输入错误、网络问题等）导致的。Java 提供了一种机制来处理这些异常，以确保程序的健壮性和稳定性。

• 1.2 异常的类型

  • 1.2.1 检查异常

    •         检查异常是指在编译时需要处理的异常。这类异常通常是可以预见的，例如文件未找到（FileNotFoundException）或网络连接失败（IOException）。编译器会强制要求在代码中使用 try-catch 语句捕获这些异常，或者在方法签名中声明 throws 该异常。

  • 1.2.2 运行时异常

    •         运行时异常是指在程序运行期间发生的异常，通常是由程序错误引起的，例如数组下标越界（ArrayIndexOutOfBoundsException）或空指针引用（NullPointerException）。这些异常不需要在编译时显式处理，虽然建议进行捕获以增强程序的健壮性。

• 1.3 异常的捕获与处理

  • 1.3.1 try-catch 语句

    • try 块中包含可能抛出异常的代码，如果出现异常，程序会跳转到对应的 catch 块进行处理。示例如下：

    • try {int result = 10 / 0; // 可能抛出 ArithmeticException
      } catch (ArithmeticException e) {System.out.println("出现了算术异常：" + e.getMessage());
      }
      

  • 1.3.2 finally 块

    • finally 块用于在 try 和 catch 块之后执行，无论是否发生异常，finally 块中的代码都会被执行，通常用于资源释放等操作。

    • try {// 可能抛出异常的代码
      } catch (Exception e) {// 异常处理
      } finally {// 资源释放操作
      }

  • 1.3.3 throw 和 throws 关键字

    • throw 用于显式抛出一个异常对象，可以在方法体内使用，通常用于自定义异常的抛出。
    • throws 用于在方法签名中声明一个或多个异常，表示该方法可能抛出这些异常，调用该方法时需要处理这些异常。

• 1.4 自定义异常

  • 在 Java 中，用户可以定义自己的异常类，通常通过继承 Exception 或 RuntimeException 类来实现。自定义异常可以提供更具体的错误信息和异常类型，使得代码更易于维护和理解。

  • public class MyCustomException extends Exception {public MyCustomException(String message) {super(message);}
    }
    

• 1.5 异常的最佳实践

  • 必须使用特定的异常：捕获具体的异常，而不是通用的 Exception，这样可以更精确地处理不同类型的错误。

    • try {FileReader file = new FileReader("nonexistentfile.txt");
      } catch (FileNotFoundException e) {System.out.println("文件未找到，请检查文件路径：" + e.getMessage());
      } catch (IOException e) {System.out.println("读取文件时发生错误：" + e.getMessage());
      }
      

  • 必须记录异常信息：在捕获异常后，记录异常的详细信息，便于调试和追踪问题。

    • import java.util.logging.Logger;public class FileProcessor {private static final Logger logger = Logger.getLogger(FileProcessor.class.getName());public void processFile(String filePath) {try {// 可能抛出 IOExceptionFileReader file = new FileReader(filePath);// 处理文件...} catch (IOException e) {logger.severe("处理文件时发生错误：" + e.getMessage());}}
      }
      

  • 合理使用 finally：使用 finally 块进行资源释放，确保即使发生异常也能正常释放资源。

    • public void readFile(String filePath) {FileReader file = null;try {file = new FileReader(filePath);// 处理文件...} catch (IOException e) {System.out.println("文件读取出错：" + e.getMessage());} finally {if (file != null) {try {file.close();} catch (IOException e) {System.out.println("关闭文件时出错：" + e.getMessage());}}}
      }
      

  • 避免吞掉异常：在捕获异常后，不要简单地忽略它，应该采取适当的措施进行处理。
  • 文档化异常：在方法文档中说明可能抛出的异常，以帮助调用者了解异常情况。

    • /*** 从指定路径读取文件内容。** @param filePath 文件路径* @throws FileNotFoundException 如果文件未找到* @throws IOException 如果读取文件时发生错误*/
      public void readFile(String filePath) throws FileNotFoundException, IOException {FileReader file = new FileReader(filePath);// 处理文件...
      }
      

2. 字符串

• 2.1 String 类的概述

  •         在 Java 中，String 类是用来表示字符串的类。字符串是一系列字符的序列，String 对象是不可变的，这意味着一旦创建，字符串的内容就不能被修改。String 类提供了多种方法来操作字符串（只要你能想到的处理基本都能实现）。

• 2.2 字符串的创建与初始化

  • 字面量方式：String str1 = "Hello, World!";
  • 使用构造函数：String str2 = new String("Hello, World!");
  • 区别：字面量方式会将字符串存储在字符串常量池中，而使用构造函数则会创建一个新的 String 对象。

• 2.3 字符串操作方法

  • 1. 拼接与格式化

    • 拼接：可以使用 + 运算符或 concat() 方法。

      • String str1 = "Hello";
        String str2 = "World";
        String result = str1 + " " + str2; // 使用 + 运算符
        String result2 = str1.concat(" ").concat(str2); // 使用 concat 方法
        

    • 格式化：可以使用 String.format() 方法。

      • String name = "张三";
        int age = 30;
        String formatted = String.format("%s 年龄是 %d 岁", name, age);
        

  • 2. 截取与替换

    • 截取：使用 substring() 方法。

      • String str = "Hello, World!";
        String subStr = str.substring(7, 12); // "World"
        

    • 替换：使用 replace() 方法。

      • String str = "Hello, World!";
        String replaced = str.replace("World", "Java"); // "Hello, Java!"
        

  • 3. 查找与比较

    • 查找：使用 indexOf() 和 lastIndexOf() 方法。

      • String str = "Hello, World!";
        int index = str.indexOf("World"); // 7
        

    • 比较：使用 equals() 和 compareTo() 方法。

      • String str1 = "Hello";
        String str2 = "Hello";
        boolean isEqual = str1.equals(str2); // true
        int comparison = str1.compareTo(str2); // 0，表示相等
        

• 2.4 StringBuilder 和 StringBuffer 的使用

  • StringBuilder 和 StringBuffer 是可变字符串类，适用于需要频繁修改字符串的场景

  • StringBuilder：线程不安全，适用于单线程环境，性能较高。

    • StringBuilder sb = new StringBuilder();
      sb.append("Hello");
      sb.append(", ");
      sb.append("World!");
      String result = sb.toString(); // "Hello, World!"
      

  • StringBuffer：线程安全，适用于多线程环境。

    • StringBuffer sb = new StringBuffer();
      sb.append("Hello");
      sb.append(", ");
      sb.append("World!");
      String result = sb.toString(); // "Hello, World!"
      

• 2.5 字符串的不可变性与效率

  •         字符串的不可变性意味着一旦创建，字符串的内容无法更改。每次对字符串的修改都会生成一个新的 String 对象，这可能导致性能问题，特别是在频繁拼接字符串的场景中。因此，对于大量字符串操作，建议使用 StringBuilder 或 StringBuffer，以提高性能并减少内存使用。

• 2.6 字符串的常量池

  •         Java 使用字符串常量池来优化内存使用。通过字面量创建的字符串会被存储在池中，如果有相同内容的字符串，Java 会重用池中的对象，而不是创建新的 String 对象。

• 2.7 字符串API

  • 1. 字符串创建

    • String str = "text";：字面量创建字符串。
      String str = new String("text");：使用构造函数创建字符串。

  • 2. 字符串长度

    • int length()：返回字符串的长度。

  • 3. 字符串比较

    • boolean equals(Object obj)：比较两个字符串的内容是否相等。
      boolean equalsIgnoreCase(String anotherString)：比较两个字符串（忽略大小写）是否相等。
      int compareTo(String anotherString)：按字典顺序比较两个字符串。
      int compareToIgnoreCase(String anotherString)：按字典顺序比较两个字符串（忽略大小写）。

  • 4. 字符串查找

    • int indexOf(String str)：返回指定子串第一次出现的位置。
      int lastIndexOf(String str)：返回指定子串最后一次出现的位置。
      int indexOf(char ch)：返回指定字符第一次出现的位置。
      int lastIndexOf(char ch)：返回指定字符最后一次出现的位置。
      boolean contains(CharSequence sequence)：检查字符串是否包含指定的字符序列。
      boolean startsWith(String prefix)：检查字符串是否以指定前缀开头。
      boolean endsWith(String suffix)：检查字符串是否以指定后缀结尾。

  • 5. 字符串操作

    • String substring(int beginIndex)：返回从指定索引开始到字符串末尾的子串。
      String substring(int beginIndex, int endIndex)：返回从指定的开始索引到结束索引的子串。
      String concat(String str)：将指定字符串连接到当前字符串的末尾。
      String replace(char oldChar, char newChar)：替换字符串中的字符。
      String replace(CharSequence target, CharSequence replacement)：替换字符串中的字符序列。
      String replaceAll(String regex, String replacement)：使用正则表达式替换所有匹配的子串。
      String replaceFirst(String regex, String replacement)：使用正则表达式替换第一个匹配的子串。
      String trim()：去除字符串前后的空白字符。
      String toLowerCase()：将字符串转换为小写。
      String toUpperCase()：将字符串转换为大写。

  • 6. 字符串分割

    • String[] split(String regex)：根据指定的正则表达式将字符串分割成字符串数组。
      String[] split(String regex, int limit)：根据指定的正则表达式将字符串分割成字符串数组，限制数组的大小。

  • 7. 字符串格式化

    • static String format(String format, Object... args)：根据指定格式创建字符串。
      static String format(Locale locale, String format, Object... args)：根据指定区域和格式创建字符串。

  • 8. 字符串与字符数组的转换

    • char charAt(int index)：返回指定索引处的字符。
      char[] toCharArray()：将字符串转换为字符数组。
      String(String value)：通过字符数组构造字符串。

  • 9. 其他常用方法

    • boolean isEmpty()：检查字符串是否为空。
      String valueOf(int i)：将整数转换为字符串。
      String.valueOf(Object obj)：将对象转换为字符串。
      String.valueOf(char[] data)：将字符数组转换为字符串。