[Java 컬렉션] String, char[]와 String이 불변객체인 이유

String은 불변 객체로 설계되어 있으며, 효율적인 문자열 처리를 위해서는 적절한 메서드와 클래스를 선택해야 합니다.

String의 불변성(Immutability)

특징과 이점

• 생성 후 상태 변경 불가능
  • read-only 메소드만 제공
• String Constant Pool(상수 풀)을 통한 메모리 최적화
  • 리터럴로 선언한 String의 경우 Pool이 따로 관리해줘서 힙 메모리 절약
  • String을 new 연산자가 아닌 리터럴로 선언하는걸 추천하는 이유

// 리터럴 방식 권장 (String Pool 사용)
String str1 = "hello";
String str2 = "hello";  // str1과 같은 메모리 참조

// new 연산자 사용 시 새로운 객체 생성
String str3 = new String("hello");  // 새로운 메모리 할당 (str1,str2와 주소 다름)

주요 문자열 처리 메서드

문자열 변환

• char[] to string to int
  • char[] val = {'a,b,c'};
  • int num = Integer.parseInt(new String(val));
• string to char[]
  • char[] inChar = inStr.toCharArray();
• int to string
  • int num = Integer.toString(300);
• char length
  • val.length
• string length
  • `val.length()

문자열 조작

메서드	설명	예시
length()	길이 반환	str.length()
charAt()	특정 위치 문자(char 반환)	str.charAt(2)
substring()	부분 문자열	str.substring(2,4)
replace()	문자 치환(새로운 객체 생성)	str.replace(‘a’,’b’)
indexOf()	특정 문자 첫번째 인덱스 반환	str.indexOf(“c”)
equlas()	비교(기존 ==은 주소를 비교)	str.equlas(“abcde”)
contains()	포함 여부	str.contains(“bc”)
compareTo()	동일:0, str이 사전순 앞:-1, str이 사전순 뒤:1, 마지막 문자만 다르면 마지막 문자의 사전순 차이 반환 -> 즉, str이 “abcde” 라면 1 반환 TIP : str - “abcdd” = ? 로 보면 간단 예로 5 - 10 = -5로 음수이므로 앞을 의미	str.compareTo(“abcdd”)
split()	특정 문자 기준 나눔(배열 반환)	str.split(“ “)
trim()	앞 뒤 공백 제거	str.trim()

효율적인 문자열 처리 - StringBuilder

C++처럼 java도 string은 문자열을 이어붙일 때 잘못 사용하면 O(N^2) 복잡도를 발생

• 예로: s+"a" 의 경우 s+"a"라는 새 문자열 객체를 만든 후 기존 s에 더하기 때문에 s+"a" 만큼 매번 길이가 추가

• 해결 방안으로 StringBuilder 활용! - O(N) 복잡도

  • 'a' 만 생성되어서 s 에 더하기 때문에 a 만큼 길이만 추가로 필요

// 비효율적인 방식 O(N^2)
String result = "";
for (int i = 0; i < n; i++) {
    result += "a";  // 매번 새로운 객체 생성
}

// 효율적인 방식 O(N)
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < n; i++) {
    sb.append("a");
}
String result = sb.toString();

문자열 처리 시 상황에 맞는 적절한 도구를 선택하여 성능과 가독성을 모두 확보해야 합니다.