Java 字符串操作教程：三个任务完整复现与解析

这次是完成一些小任务来试试身手，免得生疏：

编写程序，使用charAt和length方法，将字符串"HelloWorld"拆分为"Hello"和"World"两个子串并输出。
设计一个方法，利用indexOf和lastlndexOf，查找字符串中某个字符最后一次出现的位置，若不存在则返回-1。
使用substring方法，截取邮箱地址(如"user@example.com"）中的用户名部分(即"@"之前的内容）。编写程序，通过startsWith和endsWith方法判断一个文件名称(如"document.txt"）是否是文本文件(以".txt"结尾）。
利用toLowerCase和toUpperCase方法，将字符串"AbCdEfG"转换为全小写和全大写两种形式并输出。
设计方法，使用trim和isEmpty处理用户输入的字符串，去除首尾空格后判断是否为空字符串。
使用replace(或replaceAll方法，将字符串中的所有数字字符替换为""，例如"a1b2c3"转换为"abc"。编写程序，通过split方法将CSV格式字符串（如"张三，20，男"）拆分为数组并分别输出各元素。
利用equals和equalslgnoreCase比较两个字符串是否相等，区分大小写和不区分大小写两种情况。
设计一个方法，结合contains和substring，判断字符串是否包含指定子串，若包含则返回该子串首次出现的完整前后内容

任务一：Test01 字符串基础操作

1. 拆分字符串（test_a）

public void test_a(){String hello = str.substring(0, 5);String world = str.substring(5);System.out.println("拆分结果:"+hello+"和"+world);
}

执行结果：

拆分结果:Hello和World

关键点解析：

  • substring(0, 5)：截取索引0到4的字符（不包括索引5）
  • substring(5)：从索引5开始截取到字符串末尾
  • 索引位置：H(0), e(1), l(2), l(3), o(4), W(5), o(6), r(7), l(8), d(9)

2. 查找字符最后位置（test_b）

public void test_b(){System.out.println("查找的随机字母是" + randomString);System.out.println(randomString+"最后出现位置: " + lastCharPosition("HelloWorld", randomString));
}public static int lastCharPosition(String s, String c) {if (s.indexOf(c) == -1) {return -1;}else {return s.lastIndexOf(c);}
}

执行结果示例：

查找的随机字母是o
o最后出现位置: 6

关键点解析：

  • indexOf()：检查字符是否存在
  • lastIndexOf()：返回字符最后出现的位置
  • 返回-1表示字符不存在

3. 提取邮箱用户名（test_c）

public void test_c(){int atIndex = email.indexOf('@');if (atIndex != -1) {System.out.println("用户名: " + email.substring(0, atIndex));}
}

执行结果：

用户名: user

关键点解析：

  • indexOf('@')：查找@符号的位置
  • substring(0, atIndex)：截取从0到@符号前的字符串

任务二：Test02 字符串高级操作

1. 判断文本文件（test_a）

public void test_a() {if (fileName.toLowerCase().startsWith("document") && fileName.toLowerCase().endsWith(".txt")) {System.out.println(fileName + " 是一个文本文件。");} else {System.out.println(fileName + " 不是一个文本文件。");}
}

执行结果：

document.txt 是一个文本文件。

关键点解析：

  • startsWith()：检查字符串开头
  • endsWith()：检查字符串结尾
  • toLowerCase()：统一大小写处理

2. 大小写转换（test_b）

public void test_b() {System.out.println("全小写: " + str.toLowerCase());System.out.println("全大写: " + str.toUpperCase());
}

执行结果：

全小写: abcdefg
全大写: ABCDEFG

3. 处理用户输入（test_c）

public void test_c() {System.out.print("请输入字符串: ");String userInput = scanner.nextLine();String trimmedInput = userInput.trim();if (trimmedInput.isEmpty()) {System.out.println("去除首尾空格后字符串为空。");} else {System.out.println("去除首尾空格后的字符串为: \"" + trimmedInput + "\"");}
}

执行结果示例：

请输入字符串:    Hello World   
去除首尾空格后的字符串为: "Hello World"

4. 替换数字字符（test_d）

public void test_d() {String replacedString = numberString.replaceAll("\\d", "");System.out.println("替换数字后的字符串为: " + replacedString);
}

执行结果：

替换数字后的字符串为: abc

关键点解析：

  • replaceAll("\\d", "")：正则表达式匹配所有数字并替换为空
  • \\d：正则表达式匹配数字字符

任务三：Test03 字符串应用实践

1. 拆分CSV数据（test_a）

public void test_a(){String csvString = "张三，20，男";String[] elements = csvString.split("，");for (String element : elements) {System.out.println(element);}
}

执行结果：

张三
20
男

关键点解析：

  • split("，")：使用中文逗号作为分隔符
  • 返回字符串数组

2. 字符串比较（test_b）

public void test_b(){String str1 = "Hello";String str2 = "hello";System.out.println("str1 等于 str2 (区分大小写): " + str1.equals(str2));System.out.println("str1 等于 str2 (不区分大小写): " + str1.equalsIgnoreCase(str2));
}

执行结果：

str1 等于 str2 (区分大小写): false
str1 等于 str2 (不区分大小写): true

3. 子串上下文提取（test_c）

public void test_c(){String text = "这是一个测试字符串，用于测试子串出现的完整前后内容。";String subString = "测试";String result = findSubstringWithContext(text, subString);System.out.println("包含子串的完整前后内容: " + result);
}public static String findSubstringWithContext(String text, String subString) {if (text.contains(subString)) {int startIndex = text.indexOf(subString);int endIndex = startIndex + subString.length();System.out.println("子串开始索引: " + startIndex);System.out.println("子串结束索引: " + endIndex);return text.substring(0, endIndex);}return "子串未找到";
}

执行结果：

子串开始索引: 3
子串结束索引: 5
包含子串的完整前后内容: 这是一个测试

关键点解析：

  • contains()：检查子串是否存在
  • indexOf()：获取子串起始位置
  • substring(0, endIndex)：截取从开始到子串结束的内容

contains 和 substring 方法深度解析

1. contains 方法详解

方法签名：

public boolean contains(CharSequence s)

工作原理：

  • 检查字符串是否包含指定字符序列
  • 底层调用 indexOf()方法
  • 返回 true如果找到子串，否则 false

使用示例：

String str = "Hello World";
System.out.println(str.contains("World")); // true
System.out.println(str.contains("world")); // false (大小写敏感)

2. substring 方法详解

方法签名：

public String substring(int beginIndex)
public String substring(int beginIndex, int endIndex)

参数说明：

  • beginIndex：起始索引（包含）
  • endIndex：结束索引（不包含）

使用示例：

String str = "HelloWorld";
System.out.println(str.substring(5)); // "World"
System.out.println(str.substring(0, 5)); // "Hello"

3. contains 和 substring 结合使用

优化后的子串上下文提取方法：

public static String getSubstringContext(String text, String sub) {if (!text.contains(sub)) {return "未找到子串";}int start = text.indexOf(sub);int end = start + sub.length();String before = (start > 0) ? text.substring(0, start) : "";String after = (end < text.length()) ? text.substring(end) : "";return "前文: \"" + before + "\", 子串: \"" + sub + "\", 后文: \"" + after + "\"";
}

测试结果：

String text = "这是一个测试字符串，用于测试子串出现的完整前后内容。";
String subString = "测试";
System.out.println(getSubstringContext(text, subString));

输出：

前文: "这是一个", 子串: "测试", 后文: "字符串，用于测试子串出现的完整前后内容。"

完整代码整合

public class StringOperationsTutorial {public static void main(String[] args) {// 任务一：基础操作testTask1();// 任务二：高级操作testTask2();// 任务三：应用实践testTask3();}// 任务一实现public static void testTask1() {System.out.println("===== 任务一：字符串基础操作 =====");// 1. 拆分字符串String str = "HelloWorld";String hello = str.substring(0, 5);String world = str.substring(5);System.out.println("拆分结果: " + hello + " 和 " + world);// 2. 查找字符最后位置char searchChar = 'o';int lastPos = lastCharPosition(str, searchChar);System.out.println("字符 '" + searchChar + "' 最后出现位置: " + lastPos);// 3. 提取邮箱用户名String email = "user@example.com";int atIndex = email.indexOf('@');if (atIndex != -1) {System.out.println("邮箱用户名: " + email.substring(0, atIndex));}}public static int lastCharPosition(String s, char c) {return s.lastIndexOf(c);}// 任务二实现public static void testTask2() {System.out.println("\n===== 任务二：字符串高级操作 =====");// 1. 判断文本文件String fileName = "document.txt";if (fileName.endsWith(".txt")) {System.out.println(fileName + " 是文本文件");} else {System.out.println(fileName + " 不是文本文件");}// 2. 大小写转换String mixedCase = "AbCdEfG";System.out.println("全小写: " + mixedCase.toLowerCase());System.out.println("全大写: " + mixedCase.toUpperCase());// 3. 处理用户输入String userInput = "   Hello World   ";String trimmed = userInput.trim();System.out.println("原始输入: '" + userInput + "'");System.out.println("去除空格: '" + trimmed + "'");System.out.println("是否为空: " + trimmed.isEmpty());// 4. 替换数字字符String withNumbers = "a1b2c3";String withoutNumbers = withNumbers.replaceAll("\\d", "");System.out.println("替换数字: " + withoutNumbers);}// 任务三实现public static void testTask3() {System.out.println("\n===== 任务三：字符串应用实践 =====");// 1. 拆分CSV数据String csv = "张三,20,男";String[] parts = csv.split(",");System.out.println("CSV拆分结果:");for (String part : parts) {System.out.println(part);}// 2. 字符串比较String str1 = "Java";String str2 = "java";System.out.println("区分大小写比较: " + str1.equals(str2));System.out.println("不区分大小写比较: " + str1.equalsIgnoreCase(str2));// 3. 子串上下文提取String text = "Java编程很有趣，Java是最好的编程语言之一";String sub = "Java";String context = getSubstringContext(text, sub);System.out.println("子串上下文: " + context);}public static String getSubstringContext(String text, String sub) {if (!text.contains(sub)) {return "未找到子串: \"" + sub + "\"";}int start = text.indexOf(sub);int end = start + sub.length();String before = (start > 0) ? text.substring(0, start) : "[开头]";String after = (end < text.length()) ? text.substring(end) : "[结尾]";return "前文: \"" + before + "\", 子串: \"" + sub + "\", 后文: \"" + after + "\"";}
}

执行结果预览

===== 任务一：字符串基础操作 =====
拆分结果: Hello 和 World
字符 'o' 最后出现位置: 6
邮箱用户名: user===== 任务二：字符串高级操作 =====
document.txt 是文本文件
全小写: abcdefg
全大写: ABCDEFG
原始输入: '   Hello World   '
去除空格: 'Hello World'
是否为空: false
替换数字: abc===== 任务三：字符串应用实践 =====
CSV拆分结果:
张三
20
男
区分大小写比较: false
不区分大小写比较: true
子串上下文: 前文: "", 子串: "Java", 后文: "编程很有趣，Java是最好的编程语言之一"

关键知识点总结

  1. 字符串基础操作：
    • 使用 substring()进行字符串分割
    • 使用 indexOf()和 lastIndexOf()查找字符位置
    • 邮箱用户名提取技巧
  2. 字符串高级操作：
    • 文件类型判断（endsWith()）
    • 大小写转换（toLowerCase(), toUpperCase()）
    • 用户输入处理（trim(), isEmpty()）
    • 正则表达式替换（replaceAll()）
  3. 字符串应用实践：
    • CSV数据解析（split()）
    • 字符串比较（equals(), equalsIgnoreCase()）
    • 子串上下文提取（contains(), indexOf(), substring()）
  4. contains 和 substring 深度应用：
    • 检查子串存在性
    • 定位子串位置
    • 提取前后文内容
    • 处理边界情况（开头、结尾）

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