Java中利用StringTokenizer实现字符串快速分割的方法
Java中利用StringTokenizer实现字符串快速分割的方法
1. StringTokenizer简介
在Java编程语言中，StringTokenizer 类是一个用于将字符串分解为一个个标记（token）的工具类。它提供了一种方便的方式来处理字符串的分割操作。StringTokenizer 类位于 java.util 包下，在JDK 1.0时就已经被引入，是早期Java处理字符串分割的主要手段之一。尽管在后续版本中，Java引入了更强大的字符串分割方式，如 String.split 方法，但 StringTokenizer 仍然在某些场景下具有独特的优势。
StringTokenizer 允许我们根据指定的分隔符集合将一个字符串拆分成多个子字符串。这些子字符串就是所谓的标记（token）。例如，给定字符串 “apple,banana,cherry”，如果我们以逗号（,）作为分隔符，那么 “apple”、“banana” 和 “cherry” 就是这个字符串的标记。
2. StringTokenizer的构造函数
StringTokenizer 提供了三个构造函数，以便我们根据不同的需求来创建 StringTokenizer 对象。
2.1 第一个构造函数
public StringTokenizer(String str)
这个构造函数接受一个字符串参数 str，它会使用默认的分隔符集合来分割字符串。默认的分隔符集合包括空格（' '）、制表符（'\t'）、换行符（'\n'）、回车符（'\r'）和换页符（'\f'）。
以下是使用这个构造函数的代码示例：
import java.util.StringTokenizer;
public class StringTokenizerExample1 {
public static void main(String[] args) {
String str = "apple banana cherry";
StringTokenizer st = new StringTokenizer(str);
while (st.hasMoreTokens()) {
System.out.println(st.nextToken());
}
}
}
在上述代码中，我们创建了一个包含三个单词的字符串 str，然后使用 StringTokenizer 的默认构造函数创建了 st 对象。通过 while 循环和 hasMoreTokens 方法，我们不断地获取下一个标记并打印出来。运行这段代码，你会看到输出为：
apple
banana
cherry
2.2 第二个构造函数
public StringTokenizer(String str, String delim)
这个构造函数接受两个参数：要分割的字符串 str 和一个包含分隔符的字符串 delim。我们可以自定义分隔符集合，delim 中的任何字符都将作为分隔符。
例如，我们要分割以逗号分隔的字符串：
import java.util.StringTokenizer;
public class StringTokenizerExample2 {
public static void main(String[] args) {
String str = "apple,banana,cherry";
StringTokenizer st = new StringTokenizer(str, ",");
while (st.hasMoreTokens()) {
System.out.println(st.nextToken());
}
}
}
在这个例子中，我们使用逗号作为分隔符来创建 StringTokenizer 对象。运行代码后，输出结果为：
apple
banana
cherry
2.3 第三个构造函数
public StringTokenizer(String str, String delim, boolean returnDelims)
这个构造函数除了接受要分割的字符串 str 和分隔符字符串 delim 外，还接受一个布尔值 returnDelims。如果 returnDelims 为 true，那么分隔符也将作为标记返回；如果为 false，则分隔符仅用于分割字符串，不会作为标记返回。
以下是 returnDelims 为 true 的代码示例：
import java.util.StringTokenizer;
public class StringTokenizerExample3 {
public static void main(String[] args) {
String str = "apple,banana,cherry";
StringTokenizer st = new StringTokenizer(str, ",", true);
while (st.hasMoreTokens()) {
System.out.println(st.nextToken());
}
}
}
运行上述代码，输出结果为：
apple
,
banana
,
cherry
可以看到，分隔符逗号也作为标记被返回了。
3. StringTokenizer的核心方法
StringTokenizer 类提供了几个核心方法来操作和获取字符串的标记。
3.1 hasMoreTokens()方法
public boolean hasMoreTokens()
这个方法用于判断在当前的 StringTokenizer 对象中是否还有更多的标记可供获取。如果还有标记，则返回 true；否则返回 false。通常，它与 nextToken() 方法一起使用，用于遍历所有的标记。
在前面的代码示例中，我们已经多次使用了这个方法，例如：
while (st.hasMoreTokens()) {
System.out.println(st.nextToken());
}
这段代码通过 hasMoreTokens() 方法来判断是否还有标记，只要还有标记，就调用 nextToken() 方法获取并处理下一个标记。
3.2 nextToken()方法
public String nextToken()
该方法返回 StringTokenizer 对象的下一个标记。如果没有更多的标记，会抛出 NoSuchElementException 异常。因此，在调用 nextToken() 方法之前，通常需要先调用 hasMoreTokens() 方法进行检查。
例如：
StringTokenizer st = new StringTokenizer("apple banana cherry");
if (st.hasMoreTokens()) {
String token = st.nextToken();
System.out.println(token); // 输出 "apple"
}
3.3 countTokens()方法
public int countTokens()
这个方法返回 StringTokenizer 对象中剩余的标记数量。需要注意的是，这个方法不会改变 StringTokenizer 的当前状态，即不会影响 hasMoreTokens() 和 nextToken() 方法的行为。
以下是一个使用 countTokens() 方法的示例：
import java.util.StringTokenizer;
public class StringTokenizerCountTokensExample {
public static void main(String[] args) {
String str = "apple,banana,cherry";
StringTokenizer st = new StringTokenizer(str, ",");
int count = st.countTokens();
System.out.println("剩余标记数量: " + count); // 输出 3
}
}
4. StringTokenizer与String.split的对比
在Java中，除了 StringTokenizer 外，String 类本身提供的 split 方法也可以用于字符串分割。虽然两者都能实现字符串分割的功能，但它们在一些方面存在差异。
4.1 性能方面
在大多数情况下，String.split 方法的性能优于 StringTokenizer。String.split 方法是基于正则表达式的，虽然正则表达式在复杂场景下功能强大，但对于简单的分隔符分割，其内部实现进行了优化。而 StringTokenizer 是一个较老的类，在性能优化方面相对较弱。
以下是一个简单的性能测试代码示例：
import java.util.StringTokenizer;
public class PerformanceComparison {
public static void main(String[] args) {
String str = "apple,banana,cherry,date,fig,grape,kiwi,lemon,mango,nectarine";
long startTime, endTime;
// 测试 StringTokenizer
startTime = System.currentTimeMillis();
StringTokenizer st = new StringTokenizer(str, ",");
while (st.hasMoreTokens()) {
st.nextToken();
}
endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("StringTokenizer 耗时: " + (endTime - startTime) + " 毫秒");
// 测试 String.split
startTime = System.currentTimeMillis();
String[] parts = str.split(",");
for (String part : parts) {
// 不做实际处理，仅模拟遍历
}
endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("String.split 耗时: " + (endTime - startTime) + " 毫秒");
}
}
多次运行上述代码，你会发现 String.split 的耗时通常会比 StringTokenizer 短。
4.2 功能方面
String.split 方法基于正则表达式，功能更加强大。它可以处理复杂的分隔模式，例如，分割以多个字符或字符组合作为分隔符的字符串。例如，要分割以 “, and ” 作为分隔符的字符串，String.split 可以轻松实现：
String str = "apple, and banana, and cherry";
String[] parts = str.split(", and ");
for (String part : parts) {
System.out.println(part);
}
而 StringTokenizer 只能以单个字符作为分隔符，无法直接处理这种复杂的分隔模式。
另一方面，StringTokenizer 不需要像 String.split 那样创建一个数组来存储所有的标记。如果只需要逐个处理标记，而不需要一次性获取所有标记，StringTokenizer 可能会更节省内存。
4.3 异常处理方面
StringTokenizer 在没有更多标记时调用 nextToken() 方法会抛出 NoSuchElementException 异常，这需要开发者在使用时进行显式的 hasMoreTokens() 检查。而 String.split 方法不会抛出这样的运行时异常，它总是返回一个字符串数组，即使分割后没有任何子字符串，也会返回一个长度为0的数组。
5. StringTokenizer在实际项目中的应用场景
尽管 StringTokenizer 在性能和功能上有一些局限性，但在某些特定场景下，它仍然具有实用价值。
5.1 简单文本解析场景
在一些简单的文本解析任务中，例如解析配置文件中的简单键值对或者简单的日志格式，StringTokenizer 可以快速实现字符串分割。假设我们有一个简单的配置文件格式如下：
username = john
password = secret
我们可以使用 StringTokenizer 来解析这些键值对：
import java.util.StringTokenizer;
public class ConfigParser {
public static void main(String[] args) {
String configLine = "username = john";
StringTokenizer st = new StringTokenizer(configLine, " =");
if (st.hasMoreTokens()) {
String key = st.nextToken();
if (st.hasMoreTokens()) {
String value = st.nextToken();
System.out.println("Key: " + key + ", Value: " + value);
}
}
}
}
在这个例子中，我们以空格和等号作为分隔符，方便地获取了键值对。
5.2 逐行处理大文本数据
当处理大文本数据，且需要逐行处理并分割字符串时，StringTokenizer 的逐标记处理方式可以避免一次性创建大量的字符串数组，从而节省内存。例如，处理一个非常大的日志文件，每行日志可能包含多个字段，以特定字符分隔：
import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.util.StringTokenizer;
public class LogProcessor {
public static void main(String[] args) {
try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("large_log_file.log"))) {
String line;
while ((line = br.readLine()) != null) {
StringTokenizer st = new StringTokenizer(line, "|");
while (st.hasMoreTokens()) {
String token = st.nextToken();
// 处理每个字段，例如记录到数据库或者进行统计
System.out.println(token);
}
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
在这个场景下，StringTokenizer 逐行逐标记处理的方式可以有效减少内存占用，提高处理效率。
5.3 与旧代码的兼容性
在一些遗留项目中，可能已经广泛使用了 StringTokenizer。为了保持代码的一致性和兼容性，继续使用 StringTokenizer 可能是一个更合适的选择。例如，在一些早期开发的企业级应用中，为了避免引入新的潜在风险，在对原有功能进行维护和扩展时，可能会继续沿用 StringTokenizer 进行字符串分割。
6. 注意事项
在使用 StringTokenizer 时，有一些需要注意的地方。
6.1 分隔符的处理
当使用包含多个字符的分隔符字符串时，要注意 StringTokenizer 会将分隔符字符串中的每个字符都作为单独的分隔符。例如，如果你使用 new StringTokenizer(str, "ab")，那么字符 a 和 b 都会作为分隔符。这可能会导致不符合预期的分割结果，尤其是在分隔符字符串中有特殊含义的字符时。
6.2 空标记的处理
StringTokenizer 不会返回空标记。例如，对于字符串 “a,,c”，如果以逗号作为分隔符，StringTokenizer 只会返回 “a” 和 “c”，中间的空标记会被忽略。如果你的业务逻辑需要处理空标记，那么 StringTokenizer 可能不适合，此时 String.split 方法可以通过正则表达式的参数设置来保留空标记。
6.3 线程安全性
StringTokenizer 不是线程安全的。如果在多线程环境下使用 StringTokenizer，需要进行额外的同步处理，以避免数据竞争和不一致的结果。例如，可以使用 synchronized 关键字来同步对 StringTokenizer 对象的访问。
7. 结合其他Java类库扩展StringTokenizer的功能
虽然 StringTokenizer 本身的功能相对有限，但我们可以结合其他Java类库来扩展它的功能。
7.1 结合Stream API
Java 8引入的Stream API可以方便地对 StringTokenizer 返回的标记进行进一步处理。例如，我们可以将 StringTokenizer 的标记转换为流，然后进行过滤、映射等操作。
import java.util.StringTokenizer;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.StreamSupport;
public class StringTokenizerWithStream {
public static void main(String[] args) {
String str = "apple,banana,cherry";
StringTokenizer st = new StringTokenizer(str, ",");
String result = StreamSupport.stream(st.spliterator(), false)
.map(String::toUpperCase)
.collect(Collectors.joining(","));
System.out.println(result); // 输出 "APPLE,BANANA,CHERRY"
}
}
在这个例子中，我们将 StringTokenizer 的标记转换为流，然后将每个标记转换为大写，并使用逗号连接起来。
7.2 结合正则表达式类库
虽然 StringTokenizer 本身不支持复杂的正则表达式分隔符，但我们可以结合 Pattern 和 Matcher 类来实现类似的功能。例如，我们可以先使用正则表达式预处理字符串，然后再使用 StringTokenizer 进行分割。
import java.util.StringTokenizer;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;
public class StringTokenizerWithRegex {
public static void main(String[] args) {
String str = "apple, and banana, and cherry";
Pattern pattern = Pattern.compile(", and ");
Matcher matcher = pattern.matcher(str);
String newStr = matcher.replaceAll(",");
StringTokenizer st = new StringTokenizer(newStr, ",");
while (st.hasMoreTokens()) {
System.out.println(st.nextToken());
}
}
}
在这个例子中，我们先使用正则表达式将 “, and ” 替换为逗号，然后再使用 StringTokenizer 以逗号作为分隔符进行分割。
通过结合其他Java类库，我们可以在一定程度上弥补 StringTokenizer 的功能不足，使其在不同的场景下发挥更大的作用。
8. 总结 StringTokenizer 的特点与适用范围
StringTokenizer 作为Java早期引入的字符串分割工具类，具有一定的历史意义和独特的特点。它的主要特点包括：使用简单直观，通过构造函数可以方便地指定分隔符；逐标记处理的方式在某些场景下可以节省内存。然而，它也存在一些局限性，如性能相对较低，不支持复杂的正则表达式分隔符，不处理空标记等。
在适用范围方面，StringTokenizer 适用于简单的文本解析场景，特别是当需要逐行逐标记处理字符串，且对性能要求不是极高的情况下。对于复杂的分隔模式和高性能需求的场景，String.split 方法或其他更高级的字符串处理工具可能是更好的选择。
在实际项目中，我们需要根据具体的需求和场景来选择合适的字符串分割方法。无论是 StringTokenizer 还是 String.split，或者是结合其他类库的扩展方式，目的都是为了高效、准确地处理字符串分割任务，提高程序的性能和可维护性。通过深入了解 StringTokenizer 的原理、方法和应用场景，我们可以更好地在Java编程中运用这一工具，为解决实际问题提供有力的支持。同时，随着Java技术的不断发展，我们也应该关注新的字符串处理技术和工具，以便在合适的场景下选择最优的解决方案。
通过以上对 StringTokenizer 的详细介绍，希望读者能够对其有更深入的理解，并在实际编程中能够根据需求灵活运用，提高代码的质量和效率。无论是在小型项目的快速开发，还是在大型企业级应用的维护与扩展中，掌握 StringTokenizer 的使用方法都能为开发者带来便利。