Java CharSequence 接口
最后修改时间：2025 年 4 月 13 日
java.lang.CharSequence 接口表示字符值的可读序列，提供文本数据的一致且不可变的视图。它作为各种字符序列类型的抽象，允许统一访问其内容。此接口由多个类实现，包括 String、StringBuilder 和 StringBuffer，每个类都提供不同的功能来处理和操作文本。
CharSequence 在 Java 1.4 中引入，旨在统一不同字符序列类型的操作。它提供了几种方法，例如
length()- 返回序列中的字符数。charAt(int index)- 检索指定索引处的字符。subSequence(int start, int end)- 返回字符序列的一部分。toString()- 将序列转换为String表示形式。
由于 CharSequence 是一个接口，它不提供具体的实现，而是定义一个实现类必须遵循的约定。例如，String 类表示不可变的字符序列，而 StringBuilder 和 StringBuffer 允许具有不同线程行为的可变字符串操作。
许多 Java API 接受 CharSequence 作为参数，从而在使用不同类型的字符序列时实现灵活性。这种抽象使得处理文本更容易，而无需局限于特定的底层实现。
CharSequence 接口方法
CharSequence 接口定义了几个用于检查字符的方法。这些方法必须由所有实现该接口的类来实现。主要方法包括 length、charAt、subSequence 和 toString。
CharSequence 的基本用法
此示例演示了 CharSequence 与不同实现的基本用法。 我们展示了如何将接口方法与 String、StringBuilder 和 StringBuffer 一起使用。
void main() {
// Different CharSequence implementations
CharSequence str = "Hello World";
CharSequence sb = new StringBuilder("Java Programming");
CharSequence sbf = new StringBuffer("CharSequence Demo");
// Common operations
System.out.println("String length: " + str.length());
System.out.println("5th char in StringBuilder: " + sb.charAt(4));
System.out.println("Subsequence of StringBuffer: " +
sbf.subSequence(0, 11));
// toString() usage
String s = str.toString();
System.out.println("Converted to String: " + s);
}
此示例显示了 CharSequence 如何为不同的字符序列类型提供一个公共接口。 无论底层实现如何，我们都可以调用相同的方法。 toString 方法在需要时将任何 CharSequence 转换为 String。
CharSequence 与 String
字符串是最常见的 CharSequence 实现。 此示例显示了通过 CharSequence 接口的特定 String 操作。
void processSequence(CharSequence seq) {
System.out.println("Processing sequence: " + seq);
System.out.println("Length: " + seq.length());
System.out.println("First char: " + seq.charAt(0));
System.out.println("Last char: " + seq.charAt(seq.length() - 1));
}
void main() {
String text = "Programming in Java";
processSequence(text);
processSequence(text.subSequence(0, 11));
}
在这里，我们演示了 String 如何作为 CharSequence 工作。 processSequence 方法接受任何 CharSequence，允许它与完整的 String 及其子序列一起使用。 这显示了面向接口编程的灵活性。
CharSequence 与 StringBuilder
StringBuilder 是一个可变的 CharSequence 实现。 此示例显示了如何在保持可变性的同时，通过 CharSequence 接口使用 StringBuilder。
void main() {
StringBuilder sb = new StringBuilder("Initial Value");
CharSequence cs = sb;
System.out.println("Original: " + cs);
System.out.println("Length: " + cs.length());
System.out.println("Char at 3: " + cs.charAt(3));
// Mutate the underlying StringBuilder
sb.append(" Appended");
System.out.println("After mutation: " + cs);
// Create subsequence
CharSequence sub = cs.subSequence(8, 13);
System.out.println("Subsequence: " + sub);
}
此示例演示了虽然 CharSequence 本身是只读的，但底层 StringBuilder 仍然是可变的。 通过 CharSequence 引用，可以观察到对 StringBuilder 的更改。 子序列操作会创建原始序列的部分的新 CharSequence 视图。
正则表达式中的 CharSequence
Java 的正则表达式 API 广泛使用 CharSequence。 此示例显示了使用不同 CharSequence 实现的模式匹配。
void main() {
Pattern pattern = Pattern.compile("\\d{3}-\\d{2}-\\d{4}");
CharSequence[] inputs = {
"123-45-6789", // String
new StringBuilder("987-65-4321"),
new StringBuffer("Invalid-12-3456"),
"Another invalid 12-34-5678"
};
for (CharSequence input : inputs) {
Matcher matcher = pattern.matcher(input);
System.out.println(input + ": " +
(matcher.matches() ? "Valid" : "Invalid"));
}
}
此示例演示了 Java 的 regex API 如何接受任何 CharSequence。 我们针对社会安全号码模式测试不同的实现。 Pattern 和 Matcher 类适用于所有 CharSequence 类型，显示了接口在 API 设计中的实用性。
自定义 CharSequence 实现
此示例显示了如何创建自定义 CharSequence 实现。 我们将构建一个简单的序列，该序列反转另一个 CharSequence。
public class ReverseCharSequence implements CharSequence {
private final CharSequence original;
public ReverseCharSequence(CharSequence original) {
this.original = original;
}
@Override
public int length() {
return original.length();
}
@Override
public char charAt(int index) {
return original.charAt(original.length() - 1 - index);
}
@Override
public CharSequence subSequence(int start, int end) {
return new ReverseCharSequence(
original.subSequence(original.length() - end,
original.length() - start));
}
@Override
public String toString() {
StringBuilder sb = new StringBuilder(length());
for (int i = 0; i < length(); i++) {
sb.append(charAt(i));
}
return sb.toString();
}
}
void main() {
CharSequence original = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
CharSequence reversed = new ReverseCharSequence(original);
System.out.println("Original: " + original);
System.out.println("Reversed: " + reversed);
System.out.println("5th char: " + reversed.charAt(4));
System.out.println("Subseq(5-10): " +
reversed.subSequence(5, 10));
}
此示例演示了创建自定义 CharSequence，该序列反转另一个序列。 ReverseCharSequence 类实现所有必需的方法，提供原始序列的反向顺序视图。 这显示了如何使用 CharSequence 来创建专门的序列视图。
CharSequence 性能注意事项
此示例比较了不同 CharSequence 实现的常见操作的性能特征。
public static void measurePerformance(CharSequence seq, String type) {
final int ITERATIONS = 1000000;
// Measure charAt performance
long start = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < ITERATIONS; i++) {
seq.charAt(i % seq.length());
}
long duration = System.nanoTime() - start;
System.out.printf("%s charAt: %d ns%n", type, duration/ITERATIONS);
// Measure subSequence performance
start = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < ITERATIONS; i++) {
seq.subSequence(0, seq.length() / 2);
}
duration = System.nanoTime() - start;
System.out.printf("%s subSequence: %d ns%n", type, duration/ITERATIONS);
}
void main() {
CharSequence str = "PerformanceTestString";
CharSequence sb = new StringBuilder("PerformanceTestString");
CharSequence sbf = new StringBuffer("PerformanceTestString");
measurePerformance(str, "String");
measurePerformance(sb, "StringBuilder");
measurePerformance(sbf, "StringBuffer");
}
此示例测量了跨不同实现的 CharSequence 基本操作的性能。 String 通常提供最快的读取操作，而 StringBuilder 和 StringBuffer 可能具有不同的性能特征。 结果可能因 JVM 实现和版本而异。
来源
在本文中，我们通过实际示例介绍了 Java CharSequence 接口。 理解 CharSequence 对于编写灵活的 API 非常有价值，这些 API 可以有效地与不同字符序列类型一起使用。
作者
列出所有Java教程。