Java如何高效替换字符串？

replace()：基础字符/字符串替换

原理：替换所有匹配的字面量字符或字符串（不支持正则）。
方法签名：

• String replace(char oldChar, char newChar)
• String replace(CharSequence target, CharSequence replacement)

示例：

String text = "apple,orange,apple";
// 替换字符
String result1 = text.replace('a', 'A');  // "Apple,orAnge,Apple"
// 替换字符串
String result2 = text.replace("apple", "APPLE");  // "APPLE,orange,APPLE"

特点：

• 简单直接，适合明确字面量的替换。
• 由于字符串不可变，每次替换生成新对象（频繁操作需注意内存）。

---

replaceAll()：基于正则的全局替换

原理：用正则表达式匹配并替换所有符合条件的内容。
方法签名：
String replaceAll(String regex, String replacement)

示例：

String text = "ID:123, Name:John";
// 替换所有数字为"*"
String result = text.replaceAll("\d+", "***");  // "ID:***, Name:John"

注意事项：

• 正则特殊字符需转义（如 需写为 \.）。
• 性能低于replace(),复杂正则可能影响效率。

---

replaceFirst()：仅替换首个匹配项

原理：与replaceAll()类似，但仅替换第一个匹配结果。
方法签名：
String replaceFirst(String regex, String replacement)

示例：

String text = "Error:404; Error:500";
String result = text.replaceFirst("Error", "Warning");  // "Warning:404; Error:500"

---

StringBuilder：高性能循环替换

适用场景：需要多次修改或大文本处理时，避免频繁创建新字符串。
示例：

String text = "a,b,c,a";
StringBuilder sb = new StringBuilder(text);
int index;
while ((index = sb.indexOf("a")) != -1) {
    sb.replace(index, index + 1, "A");  // 替换"a"为"A"
}
String result = sb.toString();  // "A,b,c,A"

优势：

• 直接操作字符数组，减少内存开销。
• 适合循环替换或超大文本（如日志处理）。

---

正则分组替换：复杂规则处理

原理：通过正则捕获组动态生成替换内容。
示例：为手机号添加掩码

String phone = "Phone:13812345678";
String masked = phone.replaceAll("(\d{3})\d{4}(\d{4})", "$1****$2");
// 结果："Phone:138****5678"

说明：

• $1、$2 表示正则中的第一、第二捕获组。

---

性能与场景对比

方法	适用场景	性能
replace()	简单字面量替换（无正则）	最高（直接字符匹配）
replaceAll()	需正则匹配的全局替换	中等（正则解析开销）
StringBuilder	大文本或循环替换	最优（避免对象创建）
正则分组	替换（如掩码、格式化）	依赖正则复杂度

---

关键注意事项

1. 字符串不可变性：所有替换操作均返回新字符串，原字符串不变。
2. 正则转义：
   • 含正则符号（如 、），需用 Matcher.quoteReplacement() 转义：

     String safeReplacement = Matcher.quoteReplacement("$100");
     text.replaceAll("price", safeReplacement);

3. 性能取舍：
   • 单次替换：优先选 replace()。
   • 万次以上操作：用 StringBuilder 或预编译正则（Pattern.compile()）。

---

总结建议

• 简单替换 → replace()
• 正则全局替换 → replaceAll()
• 仅替换首个匹配 → replaceFirst()
• 高频或大文本 → StringBuilder
• 生成 → 正则分组

掌握这些方法可覆盖99%的字符串替换需求，根据数据规模和规则复杂度灵活选择,兼顾代码可读性与执行效率。

引用说明：本文代码示例基于Oracle官方Java 17文档，正则语法遵循Java正则规范（java.util.regex.Pattern）。