Java 字符串操作教程：三個任務完整復現與解析

這次是完成一些小任務來試試身手，免得生疏：

編寫程序，使用charAt和length方法，將字符串"HelloWorld"拆分為"Hello"和"World"兩個子串并輸出。
設計一個方法，利用indexOf和lastlndexOf，查找字符串中某個字符最后一次出現的位置，若不存在則返回-1。
使用substring方法，截取郵箱地址(如"user@example.com"）中的用戶名部分(即"@"之前的內容）。編寫程序，通過startsWith和endsWith方法判斷一個文件名稱(如"document.txt"）是否是文本文件(以".txt"結尾）。
利用toLowerCase和toUpperCase方法，將字符串"AbCdEfG"轉換為全小寫和全大寫兩種形式并輸出。
設計方法，使用trim和isEmpty處理用戶輸入的字符串，去除首尾空格后判斷是否為空字符串。
使用replace(或replaceAll方法，將字符串中的所有數字字符替換為""，例如"a1b2c3"轉換為"abc"。編寫程序，通過split方法將CSV格式字符串（如"張三，20，男"）拆分為數組并分別輸出各元素。
利用equals和equalslgnoreCase比較兩個字符串是否相等，區分大小寫和不區分大小寫兩種情況。
設計一個方法，結合contains和substring，判斷字符串是否包含指定子串，若包含則返回該子串首次出現的完整前后內容

任務一：Test01 字符串基礎操作

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("拆分結果:"+hello+"和"+world);
}

執行結果：

拆分結果:Hello和World

關鍵點解析：

substring(0, 5)：截取索引0到4的字符（不包括索引5）
substring(5)：從索引5開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("查找的隨機字母是" + randomString);System.out.println(randomString+"最后出現位置: " + lastCharPosition("HelloWorld", randomString));
}public static int lastCharPosition(String s, String c) {if (s.indexOf(c) == -1) {return -1;}else {return s.lastIndexOf(c);}
}

執行結果示例：

查找的隨機字母是o
o最后出現位置: 6

關鍵點解析：

indexOf()：檢查字符是否存在
lastIndexOf()：返回字符最后出現的位置
返回-1表示字符不存在

3. 提取郵箱用戶名（test_c）

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

執行結果：

用戶名: user

關鍵點解析：

indexOf('@')：查找@符號的位置
substring(0, atIndex)：截取從0到@符號前的字符串

任務二：Test02 字符串高級操作

1. 判斷文本文件（test_a）

public void test_a() {if (fileName.toLowerCase().startsWith("document") && fileName.toLowerCase().endsWith(".txt")) {System.out.println(fileName + " 是一個文本文件。");} else {System.out.println(fileName + " 不是一個文本文件。");}
}

執行結果：

document.txt 是一個文本文件。

關鍵點解析：

startsWith()：檢查字符串開頭
endsWith()：檢查字符串結尾
toLowerCase()：統一大小寫處理

2. 大小寫轉換（test_b）

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

執行結果：

全小寫: abcdefg
全大寫: ABCDEFG

3. 處理用戶輸入（test_c）

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

執行結果示例：

請輸入字符串:    Hello World   
去除首尾空格后的字符串為: "Hello World"

4. 替換數字字符（test_d）

public void test_d() {String replacedString = numberString.replaceAll("\\d", "");System.out.println("替換數字后的字符串為: " + replacedString);
}

執行結果：

替換數字后的字符串為: abc

關鍵點解析：

replaceAll("\\d", "")：正則表達式匹配所有數字并替換為空
\\d：正則表達式匹配數字字符

任務三：Test03 字符串應用實踐

1. 拆分CSV數據（test_a）

public void test_a(){String csvString = "張三，20，男";String[] elements = csvString.split("，");for (String element : elements) {System.out.println(element);}
}

執行結果：

張三
20
男

關鍵點解析：

split("，")：使用中文逗號作為分隔符
返回字符串數組

2. 字符串比較（test_b）

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

執行結果：

str1 等于 str2 (區分大小寫): false
str1 等于 str2 (不區分大小寫): true

3. 子串上下文提取（test_c）

public void test_c(){String text = "這是一個測試字符串，用于測試子串出現的完整前后內容。";String subString = "測試";String result = findSubstringWithContext(text, subString);System.out.println("包含子串的完整前后內容: " + 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("子串開始索引: " + startIndex);System.out.println("子串結束索引: " + endIndex);return text.substring(0, endIndex);}return "子串未找到";
}

執行結果：

子串開始索引: 3
子串結束索引: 5
包含子串的完整前后內容: 這是一個測試

關鍵點解析：

contains()：檢查子串是否存在
indexOf()：獲取子串起始位置
substring(0, endIndex)：截取從開始到子串結束的內容

contains 和 substring 方法深度解析

1. contains 方法詳解

方法簽名：

public boolean contains(CharSequence s)

工作原理：

檢查字符串是否包含指定字符序列
底層調用 indexOf()方法
返回 true如果找到子串，否則 false

使用示例：

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

2. substring 方法詳解

方法簽名：

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

參數說明：

beginIndex：起始索引（包含）
endIndex：結束索引（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 結合使用

優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 + "\"";
}

測試結果：

String text = "這是一個測試字符串，用于測試子串出現的完整前后內容。";
String subString = "測試";
System.out.println(getSubstringContext(text, subString));

輸出：

前文: "這是一個", 子串: "測試", 后文: "字符串，用于測試子串出現的完整前后內容。"

完整代碼整合

public class StringOperationsTutorial {public static void main(String[] args) {// 任務一：基礎操作testTask1();// 任務二：高級操作testTask2();// 任務三：應用實踐testTask3();}// 任務一實現public static void testTask1() {System.out.println("===== 任務一：字符串基礎操作 =====");// 1. 拆分字符串String str = "HelloWorld";String hello = str.substring(0, 5);String world = str.substring(5);System.out.println("拆分結果: " + 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 + "' 最后出現位置: " + lastPos);// 3. 提取郵箱用戶名String email = "user@example.com";int atIndex = email.indexOf('@');if (atIndex != -1) {System.out.println("郵箱用戶名: " + email.substring(0, atIndex));}}public static int lastCharPosition(String s, char c) {return s.lastIndexOf(c);}// 任務二實現public static void testTask2() {System.out.println("\n===== 任務二：字符串高級操作 =====");// 1. 判斷文本文件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. 大小寫轉換String mixedCase = "AbCdEfG";System.out.println("全小寫: " + mixedCase.toLowerCase());System.out.println("全大寫: " + mixedCase.toUpperCase());// 3. 處理用戶輸入String userInput = "   Hello World   ";String trimmed = userInput.trim();System.out.println("原始輸入: '" + userInput + "'");System.out.println("去除空格: '" + trimmed + "'");System.out.println("是否為空: " + trimmed.isEmpty());// 4. 替換數字字符String withNumbers = "a1b2c3";String withoutNumbers = withNumbers.replaceAll("\\d", "");System.out.println("替換數字: " + withoutNumbers);}// 任務三實現public static void testTask3() {System.out.println("\n===== 任務三：字符串應用實踐 =====");// 1. 拆分CSV數據String csv = "張三,20,男";String[] parts = csv.split(",");System.out.println("CSV拆分結果:");for (String part : parts) {System.out.println(part);}// 2. 字符串比較String str1 = "Java";String str2 = "java";System.out.println("區分大小寫比較: " + str1.equals(str2));System.out.println("不區分大小寫比較: " + str1.equalsIgnoreCase(str2));// 3. 子串上下文提取String text = "Java編程很有趣，Java是最好的編程語言之一";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) : "[開頭]";String after = (end < text.length()) ? text.substring(end) : "[結尾]";return "前文: \"" + before + "\", 子串: \"" + sub + "\", 后文: \"" + after + "\"";}
}

執行結果預覽

===== 任務一：字符串基礎操作 =====
拆分結果: Hello 和 World
字符 'o' 最后出現位置: 6
郵箱用戶名: user===== 任務二：字符串高級操作 =====
document.txt 是文本文件
全小寫: abcdefg
全大寫: ABCDEFG
原始輸入: '   Hello World   '
去除空格: 'Hello World'
是否為空: false
替換數字: abc===== 任務三：字符串應用實踐 =====
CSV拆分結果:
張三
20
男
區分大小寫比較: false
不區分大小寫比較: true
子串上下文: 前文: "", 子串: "Java", 后文: "編程很有趣，Java是最好的編程語言之一"

關鍵知識點總結

字符串基礎操作：
- 使用 substring()進行字符串分割
- 使用 indexOf()和 lastIndexOf()查找字符位置
- 郵箱用戶名提取技巧
字符串高級操作：
- 文件類型判斷（endsWith()）
- 大小寫轉換（toLowerCase(), toUpperCase()）
- 用戶輸入處理（trim(), isEmpty()）
- 正則表達式替換（replaceAll()）
字符串應用實踐：
- CSV數據解析（split()）
- 字符串比較（equals(), equalsIgnoreCase()）
- 子串上下文提取（contains(), indexOf(), substring()）
contains 和 substring 深度應用：
- 檢查子串存在性
- 定位子串位置
- 提取前后文內容
- 處理邊界情況（開頭、結尾）