str.toCharArray()；详解

在 Java 中，toCharArray() 是 String 类提供的一种方法，用于将字符串转换为一个新的字符数组（char[]）。以下是该方法的详解，包括其定义、用法、注意事项及实际应用。

1. 方法定义

方法签名

public char[] toCharArray()

功能

将一个字符串中的每个字符按顺序存储到一个字符数组中。
返回一个新的字符数组，该数组是原字符串的副本。

参数

无参数。

返回值

返回一个 char[] 类型的字符数组，包含字符串中所有的字符。

2. 基本用法

示例 1：字符串转字符数组

public class ToCharArrayExample {public static void main(String[] args) {String str = "Hello World";char[] charArray = str.toCharArray();// 打印字符数组for (char ch : charArray) {System.out.print(ch + " "); // 输出：H e l l o   W o r l d}}
}

示例 2：访问字符

public class ToCharArrayExample {public static void main(String[] args) {String str = "Java";char[] charArray = str.toCharArray();// 访问字符数组中的元素System.out.println(charArray[0]); // 输出：JSystem.out.println(charArray[1]); // 输出：a}
}

3. 内部实现

源码

toCharArray() 方法的源码非常简单，它直接复制字符串的字符到一个新的 char 数组中：

public char[] toCharArray() {// 创建一个新的 char 数组char[] result = new char[value.length];System.arraycopy(value, 0, result, 0, value.length);return result;
}

value 是字符串内部存储字符的数组。
System.arraycopy() 用于快速复制原数组的内容到新的数组中。

4. 应用场景

4.1 字符处理

使用 toCharArray() 方法可以轻松对字符串的每个字符进行遍历和处理：

public class CharacterProcessing {public static void main(String[] args) {String str = "example";char[] chars = str.toCharArray();// 转换为大写字符for (char ch : chars) {System.out.print(Character.toUpperCase(ch) + " "); // 输出：E X A M P L E}}
}

4.2 字符统计

统计字符串中每个字符的出现次数：

import java.util.HashMap;public class CharacterCount {public static void main(String[] args) {String str = "banana";char[] chars = str.toCharArray();HashMap<Character, Integer> charCount = new HashMap<>();for (char ch : chars) {charCount.put(ch, charCount.getOrDefault(ch, 0) + 1);}System.out.println(charCount); // 输出：{a=3, b=1, n=2}}
}

4.3 判断是否是回文

回文是指正反读相同的字符串。

public class PalindromeCheck {public static void main(String[] args) {String str = "madam";char[] chars = str.toCharArray();boolean isPalindrome = true;for (int i = 0; i < chars.length / 2; i++) {if (chars[i] != chars[chars.length - 1 - i]) {isPalindrome = false;break;}}System.out.println("Is Palindrome: " + isPalindrome); // 输出：Is Palindrome: true}
}

5. 注意事项

5.1 返回的是字符数组的副本

toCharArray() 返回一个新的字符数组，并不会修改原字符串的内容。

对返回的字符数组的修改不会影响原字符串：

String str = "hello";
char[] chars = str.toCharArray();
chars[0] = 'H'; // 修改字符数组System.out.println(str); // 输出：hello（原字符串未变）
System.out.println(chars); // 输出：Hello

5.2 字符数组与字符串的互转

字符数组转字符串：

char[] chars = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};
String str = new String(chars);
System.out.println(str); // 输出：Hello

字符串转字符数组：

String str = "World";
char[] chars = str.toCharArray();
System.out.println(chars); // 输出：World

5.3 性能

由于 toCharArray() 会创建一个新数组，因此在字符串特别长或者频繁调用的场景中，可能会增加内存和计算开销。
如果只需要访问字符串的某些字符，可以直接使用 charAt() 方法，而无需将整个字符串转换为字符数组：
```
String str = "performance";
char ch = str.charAt(3);
System.out.println(ch); // 输出：f
```

6. `toCharArray()` 和其他方法的比较

方法	描述
`toCharArray()`	将字符串转换为一个新的字符数组，适合需要操作整个字符串的场景。
`charAt(int index)`	返回字符串中指定位置的字符，适合只需要访问某些字符的场景。
`getChars()`	将字符串中的字符复制到现有的字符数组中，需要提供目标数组和起始位置等参数。
`StringBuilder`	如果需要频繁修改字符串，`StringBuilder` 更高效。