Scala 字符串

在 Scala 中，字符串（String）是一种常用的数据类型，用于表示文本数据。Scala 的字符串基于 Java 的 java.lang.String 类，因此与 Java 字符串高度兼容，同时 Scala 提供了更强大的功能，如字符串插值和多行字符串。以下是对 Scala 字符串的中文讲解，内容简洁清晰，涵盖定义、操作、插值、多行字符串及注意事项，适合初学者理解。

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1. 字符串概述

• 定义：字符串是由字符序列组成的对象，表示为 String 类型，存储在 JVM 的字符串常量池中。
• 特点：
• 不可变（Immutable）：字符串内容一旦创建不可更改，任何修改都会生成新字符串。
• 基于 Java：继承了 Java 的 String 类功能，同时支持 Scala 的函数式特性。
• 支持字符串插值（interpolation）和多行字符串，简化文本处理。
• 用途：用于文本处理、数据格式化、文件操作等。

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2. 字符串的定义

字符串字面量用双引号 "" 包裹，支持类型推断：

val str: String = "Hello, Scala" // 显式类型
val greeting = "Hello, Scala" // 类型推断
println(greeting) // 输出: Hello, Scala

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3. 字符串操作

Scala 字符串继承了 Java 的方法，同时支持 Scala 的函数式操作。以下是常见操作：

1. 基本操作

• 长度：length 方法返回字符串长度。

  val str = "Scala"
  println(str.length) // 输出: 5

• 连接：使用 + 或 concat 连接字符串。

  val s1 = "Hello"
  val s2 = "Scala"
  println(s1 + ", " + s2) // 输出: Hello, Scala
  println(s1.concat(", ").concat(s2)) // 同上

• 访问字符：通过索引访问字符（从 0 开始）。

  val str = "Scala"
  println(str(0)) // 输出: S

2. 常用方法

• 大小写转换：

  val str = "Scala"
  println(str.toUpperCase) // 输出: SCALA
  println(str.toLowerCase) // 输出: scala

• 子字符串：

  val str = "Hello, Scala"
  println(str.substring(0, 5)) // 输出: Hello

• 查找和替换：

  val str = "Hello, Scala"
  println(str.contains("Scala")) // 输出: true
  println(str.replace("Scala", "World")) // 输出: Hello, World

• 分割：

  val str = "apple,banana,orange"
  val fruits = str.split(",")
  println(fruits.mkString(" | ")) // 输出: apple | banana | orange

• 去空格：

  val str = "  Scala  "
  println(str.trim) // 输出: Scala

3. 函数式操作

字符串可以看作字符序列（Seq[Char]），支持 Scala 的集合操作：

val str = "Scala"
val chars = str.map(_.toUpper) // 输出: SCALA
val filtered = str.filter(_ != 'a') // 输出: Scl
println(chars, filtered)

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4. 字符串插值

Scala 提供了字符串插值（String Interpolation），通过在字符串前加前缀（如 s, f, raw）嵌入变量或表达式，简化格式化。

1. s 插值

• 用于嵌入变量或表达式，用 $ 或 ${} 表示。
• 语法：

  s"字符串内容 $变量 ${表达式}"

• 示例：

  val name = "Scala"
  val age = 15
  println(s"Hello, $name! Age: $age") // 输出: Hello, Scala! Age: 15
  println(s"Next year: ${age + 1}") // 输出: Next year: 16

2. f 插值

• 用于格式化字符串，支持类似 C 的 printf 风格。
• 语法：

  f"字符串内容 $变量%格式"

• 示例：

  val pi = 3.14159
  println(f"Pi: $pi%.2f") // 输出: Pi: 3.14
  println(f"Name: $name%10s") // 输出: Name:      Scala

3. raw 插值

• 忽略转义字符，保留原始内容。
• 示例：

  println(raw"Line\nBreak") // 输出: Line\nBreak

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5. 多行字符串

Scala 支持用三重双引号 """ 定义多行字符串，适合表示多行文本或忽略转义字符：

val multiLine = """Line 1
Line 2
Line 3"""
println(multiLine)
// 输出:
// Line 1
// Line 2
// Line 3

• 去掉前导空格：使用 stripMargin 方法去除每行开头的 | 前的空格：

  val formatted = """|Line 1
                     |Line 2
                     |Line 3""".stripMargin
  println(formatted)
// 输出:
// Line 1
// Line 2
// Line 3

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6. 转义字符

字符串支持转义字符（详见前文讲解），如 \n（换行）、\t（制表符）等：

val str = "Hello\nScala"
println(str)
// 输出:
// Hello
// Scala

• 注意：在 raw 插值或 """ 字符串中，转义字符不生效。

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7. 注意事项

• 不可变性：字符串操作（如 replace）生成新字符串，原字符串不变。
• 性能：
• 频繁拼接推荐使用 StringBuilder：
  scala val sb = new StringBuilder sb.append("Hello").append(", ").append("Scala") println(sb.toString) // 输出: Hello, Scala
• 小规模拼接可用 + 或插值。
• 与 Java 兼容：Scala 字符串直接调用 Java 的 String 方法。
• Scala 2 vs Scala 3：
• 字符串插值语法一致，但 Scala 3 优化了语法（更简洁）。
• Scala 3 增强了类型推断和错误提示。
• 避免 null：推荐使用 Option[String] 替代 null：

  val opt: Option[String] = Some("Scala")
  println(opt.getOrElse("Default")) // 输出: Scala

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8. 实践示例

综合示例，展示字符串的各种操作：

object StringDemo {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 基本字符串
    val str = "Hello, Scala"
    println(s"Length: ${str.length}") // 输出: Length: 12
    println(s"Upper: ${str.toUpperCase}") // 输出: Upper: HELLO, SCALA

    // 字符串插值
    val name = "Alice"
    val age = 25
    println(s"Name: $name, Age: $age") // 输出: Name: Alice, Age: 25
    println(f"Age next year: ${age + 1}%d") // 输出: Age next year: 26

    // 多行字符串
    val multi = """|First line
                   |Second line
                   |Third line""".stripMargin
    println(multi)
    // 输出:
    // First line
    // Second line
    // Third line

    // 函数式操作
    val chars = str.filter(_ != ',')
    println(chars) // 输出: Hello Scala

    // StringBuilder
    val sb = new StringBuilder
    sb.append("Scala").append(" is fun!")
    println(sb.toString) // 输出: Scala is fun!
  }
}

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9. 学习建议

• 实践：在 Scala REPL（运行 scala 命令）中测试字符串操作和插值，观察输出。
• 函数式思维：结合 map, filter 等方法处理字符串。
• 性能优化：学习 StringBuilder 用于高频字符串拼接。
• 资源：
• 官方文档：https://www.scala-lang.org/
• Scala Exercises (https://www.scala-exercises.org/)
• 《Programming in Scala》by Martin Odersky

如果需要深入讲解某一方面（如字符串插值或 StringBuilder 优化）或更多示例，请告诉我！