Java的String.substring() 详细讲解

前言

在 Java 日常开发中，字符串截取是最常用的操作之一。

java.lang.String 类提供的 substring() 方法是实现这一功能的核心。

一、两种常见使用方法

substring() 方法的作用是从当前字符串中提取出一个子字符串，并将其作为一个全新的 String 对象返回。

原字符串本身不会被修改（因为 Java 中的 String 是不可变的）。

它提供了两个重载版本：

1.1 单参数版本

substring(int beginIndex)

功能：从指定的 beginIndex 位置开始，一直截取到字符串的末尾。
示例：

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String str = "HelloWorld";
String result = str.substring(5); 
System.out.println(result); // 输出: World

1.2 双参数版本

substring(int beginIndex, int endIndex)

功能：截取从 beginIndex 开始，到 endIndex 结束的子字符串。
核心记忆点：左闭右开区间 [beginIndex, endIndex)。即包含 beginIndex 位置的字符，但不包含 endIndex 位置的字符。
示例：

String str = "HelloWorld";
// 截取索引 0 到 4 的字符 (即前 5 个字符)
String result = str.substring(0, 5); 
System.out.println(result); // 输出: Hello

技巧：截取出来的子字符串的长度，刚好等于 endIndex - beginIndex。

二、3 个规则

为了避免在生产环境中抛出异常，使用该方法时需要特别注意以下规则：

索引从 0 开始：Java 字符串的第一个字符索引是 0，最后一个字符索引是 length() - 1。
允许等于 length()：
- 在双参数版本中，endIndex 最大可以等于 str.length()。这表示截取到原字符串的末尾。
- 如果 beginIndex 和 endIndex 相等，将返回一个空字符串 ""。
越界会抛异常：如果违反规则，会触发运行时异常 StringIndexOutOfBoundsException。
- beginIndex < 0
- endIndex < 0
- beginIndex > endIndex
- beginIndex 或 endIndex > str.length()

三、底层原理

substring() 的底层实现在 JDK 6 和 JDK 7+ 之间发生过一次重大变更：

JDK 6 及以前（内存泄漏风险）：

调用 substring() 产生的新字符串，底层依然共享着原字符串的 char[] 数组，只是改变了 offset 和 count 属性。

class String {
    char[] value;
    int offset;
    int count;
}
// substring 本质：
new String(value, offset, count)
    
// 内存发生场景
String big = new String(new char[1000000]); // 100万字符
String small = big.substring(0, 10);
// 你以为：small 只占 10 个字符
// 但实际：small 引用整个 100万 char[]  small → char[1000000]
// 即使：big = null;  small 还活着, small 指向原始 char[] GC 认为 char[] 还在用
// 整个 100万字符数组无法释放
// substring 只是“视图切片”，不是“数据复制”

风险：
- 如果你有一个极其巨大的字符串，只是用 substring 截取了一小段并长期持有引用，
- 会导致那个巨大的 char[] 无法被垃圾回收（GC），从而引发内存泄漏。

JDK 7 及以后（现行机制）：

为了解决上述问题，现在的 substring() 会在堆内存中创建一个全新的 char[] 数组（或 byte[] 数组，JDK 9 之后 String 底层改为了 byte[]），并将需要截取的内容复制过去。原字符串如果不再被引用，就可以被正常 GC 回收。
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new String(Arrays.copyOfRange(value, begin, end));
// 结果 small → char[10]，big → char[1000000]
// 当big = null; GC 可以：回收 100万 char[]， small 不受影响

四、实战踩坑提示

在实际业务中，我们经常需要根据某个特定字符来截取。

为了安全起见，通常需要搭配 indexOf() 方法使用，并做好边界检查。

这里使用获取文件路径中的文件名来举例：文件路径usr/local/bin/note.md获取的文件名：note.md

public String getFileName(String filePath) {
    // 【第 1 步：安全拦截】
    // 检查传入的字符串是不是 null，或者是不是空字符串 ""
    // 如果是，直接返回空字符串，防止后面调用方法时报 NullPointerException（空指针异常）。
    if (filePath == null || filePath.isEmpty()) {
        return "";
    }

    // 【第 2 步：定位最后一个斜杠】
    // filePath = "images/2023/photo.jpg"
    // 倒着找，最后一个 '/' 的索引是 11。所以 lastSlashIndex = 11。
    int lastSlashIndex = filePath.lastIndexOf("/");

    // 【第 3 步：边界情况处理（又是防御性编程）】
    // 情况 A：lastSlashIndex == -1 
    // 说明路径里根本没有斜杠（比如传入的是 "photo.jpg"），那它本身就是文件名，直接返回。
    // 情况 B：lastSlashIndex == filePath.length() - 1 
    // 说明斜杠是整个字符串的最后一个字符（比如传入的是 "images/2023/"），这其实是个目录，后面没有文件名。安全起见，原样返回（或者你可以改成返回 ""，看具体业务需求）。
    if (lastSlashIndex == -1 || lastSlashIndex == filePath.length() - 1) {
        return filePath;
    }

    // 【第 4 步：核心截取】
    // 此时，lastSlashIndex 是 11。
    // 我们要的是 '/' 后面的内容，所以从 lastSlashIndex + 1（也就是索引 12）开始截取，一直截取到末尾。
    // 结果完美拿到 "photo.jpg"
    return filePath.substring(lastSlashIndex + 1);
}

总结

subString使用：
- substring() 用于截取字符串，返回的是新对象，原字符串不变（String 不可变）。
- 核心规则：左闭右开 [begin, end)，长度 = end - begin。
- 使用时要注意索引边界，否则会抛 StringIndexOutOfBoundsException。
底层关键点
- JDK 6 及以前：共享原 char[] → 只是“切片视图”，可能导致内存泄漏。
- JDK 7+：复制新数组 → 真正“独立字符串”，避免内存占用问题。
实战建议
- 涉及截取位置时，优先配合 indexOf / lastIndexOf 使用
- 一定要做边界判断（null / 空字符串 / 越界）
- 牢记：现在的 substring 是安全的，但旧版本存在坑

Java的String.substring() 详细讲解

Java的String.substring() 详细讲解

前言

一、两种常见使用方法

1.1 单参数版本

1.2 双参数版本

二、3 个规则

三、 底层原理

四、 实战踩坑提示

总结

三、底层原理

四、实战踩坑提示