Char和Character

在 Java 中，Character 是一个 包装类（Wrapper Class），它属于 java.lang 包，用于将基本数据类型 char 封装成对象。

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Character 的作用

• 它提供了一些静态方法，用于对字符进行操作（如判断字符类型、大小写转换等）。
• 在需要使用 对象 而不是基本类型 char 时（例如存储到 Set< Character > 或 List< Character >），Character 可以自动装箱（Autoboxing）和拆箱（Unboxing）。

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char 和 Character 的区别

特性	char（基本类型）	Character（包装类）
类型	基本数据类型	类（对象）
默认值	‘\u0000’（空字符）	null
存储方式	直接存储字符值	存储 char 的引用
使用场景	高效，适用于简单字符操作	需要对象时（如集合 Set< Character >）
自动转换	自动装箱（char → Character）	自动拆箱（Character → char）

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常见用法

自动装箱（Autoboxing）和拆箱（Unboxing）

char c = 'A';                // 基本类型 char
Character ch = c;            // 自动装箱（char → Character）
char c2 = ch;                // 自动拆箱（Character → char）

存储到集合（如 Set< Character >）

Set<Character> uniqueChars = new HashSet<>();
uniqueChars.add('a');        // 自动装箱 char → Character
uniqueChars.add('b');

使用 Character 的静态方法

char c = 'A';
System.out.println(Character.isLetter(c));   // true（判断是否是字母）
System.out.println(Character.isDigit('9'));  // true（判断是否是数字）
System.out.println(Character.toLowerCase('B')); // 'b'（转小写）

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为什么 Set< Character > 需要 Character 而不是 char？

Java 的集合（如 Set、List）只能存储 对象，不能存储基本数据类型（char、int 等）。

• Set< char > ❌ 错误（集合不能存基本类型）
• Set< Character > ✅ 正确（Character 是 char 的包装类，可以存储）

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总结

• Character 是 char 的包装类，用于在需要对象的地方存储字符。
• 它提供了许多有用的静态方法（如 isLetter()、toLowerCase()）。
• 在集合（如 Set< Character >）中必须使用 Character 而不是 char。

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算法中Char和Character的常用知识点与代码示例

字符与 ASCII 码转换

• char 可以直接转 int（ASCII 码），用于统计字符频率或做数学运算。
• Character 提供 isLetter()、isDigit() 等方法判断字符类型。

char c = 'A';
int ascii = (int) c;  // 65
System.out.println(ascii);

// 判断字符类型
System.out.println(Character.isLetter('a'));  // true
System.out.println(Character.isDigit('5'));   // true
System.out.println(Character.isWhitespace(' ')); // true

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字符大小写转换

• Character.toLowerCase() 和 Character.toUpperCase() 直接转换。
• 手动转换（ASCII 码差值法）。

// 方法1：使用 Character 类
char lower = Character.toLowerCase('Z');  // 'z'
char upper = Character.toUpperCase('a'); // 'A'

// 方法2：ASCII 码差值（适用于字母）
char c = 'B';
if (c >= 'A' && c <= 'Z') {
    c = (char) (c + ('a' - 'A'));  // 'B' -> 'b'
}

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统计字符频率

• 用 int[26] 或 int[256] 数组统计字母或 ASCII 字符出现次数。
• 适用于 字母异位词（Anagram）、唯一字符判断 等问题。

String s = "leetcode";
int[] freq = new int[26];
for (char c : s.toCharArray()) {
    freq[c - 'a']++;  // 'a'->0, 'b'->1, ..., 'z'->25
}
System.out.println(Arrays.toString(freq));
// 输出：[l, e, e, t, c, o, d, e] 的频率统计

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统计字符频率

• 用 int[26] 或 int[256] 数组统计字母或 ASCII 字符出现次数。
• 适用于 字母异位词（Anagram）、唯一字符判断 等问题。

String s = "leetcode";
int[] freq = new int[26];
for (char c : s.toCharArray()) {
    freq[c - 'a']++;  // 'a'->0, 'b'->1, ..., 'z'->25
}
System.out.println(Arrays.toString(freq));
// 输出：[l, e, e, t, c, o, d, e] 的频率统计

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字符去重（HashSet / LinkedHashSet）

• Set< Character > 自动去重，LinkedHashSet 保持顺序。

String s = "hello";
Set<Character> uniqueChars = new LinkedHashSet<>();
for (char c : s.toCharArray()) {
    uniqueChars.add(c);
}
System.out.println(uniqueChars);  // [h, e, l, o]

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字符与字符串转换

• char[] 转 String：new String(charArray)
• String 转 char[]：str.toCharArray()

char[] chars = {'a', 'b', 'c'};
String str = new String(chars);  // "abc"

String s = "hello";
char[] charArray = s.toCharArray();  // ['h', 'e', 'l', 'l', 'o']

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回文字符串判断

• 双指针法，比较 charAt(left) 和 charAt(right)。

public boolean isPalindrome(String s) {
    int left = 0, right = s.length() - 1;
    while (left < right) {
        if (s.charAt(left) != s.charAt(right)) {
            return false;
        }
        left++;
        right--;
    }
    return true;
}

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字符串反转

• 交换 char[] 中的字符。

public String reverseString(String s) {
    char[] chars = s.toCharArray();
    int left = 0, right = chars.length - 1;
    while (left < right) {
        char temp = chars[left];
        chars[left] = chars[right];
        chars[right] = temp;
        left++;
        right--;
    }
    return new String(chars);
}

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字符流中的第一个唯一字符（LeetCode 387）

• 用 HashMap 或 int[256] 统计频率，再遍历找第一个唯一字符。

public int firstUniqChar(String s) {
    int[] freq = new int[26];
    for (char c : s.toCharArray()) {
        freq[c - 'a']++;
    }
    for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
        if (freq[s.charAt(i) - 'a'] == 1) {
            return i;
        }
    }
    return -1;
}

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字母异位词分组（LeetCode 49）

• 用 char[] 排序后的字符串作为 HashMap 的 key。

public List<List<String>> groupAnagrams(String[] strs) {
    Map<String, List<String>> map = new HashMap<>();
    for (String s : strs) {
        char[] chars = s.toCharArray();
        Arrays.sort(chars);
        String key = new String(chars);
        map.putIfAbsent(key, new ArrayList<>());
        map.get(key).add(s);
    }
    return new ArrayList<>(map.values());
}

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最长不含重复字符的子串（LeetCode 3）

• 滑动窗口 + HashSet 去重。

示例代码

public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
    Set<Character> set = new HashSet<>();
    int left = 0, maxLen = 0;
    for (int right = 0; right < s.length(); right++) {
        char c = s.charAt(right);
        while (set.contains(c)) {
            set.remove(s.charAt(left++));
        }
        set.add(c);
        maxLen = Math.max(maxLen, right - left + 1);
    }
    return maxLen;
}

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总结

场景	方法	适用问题
字符统计	int[26] 或 int[256]	字母频率、唯一字符
字符去重	HashSet< Character >	去重、滑动窗口
大小写转换	Character.toUpperCase()	忽略大小写比较
回文判断	双指针	回文字符串
字符串反转	交换 char[]	反转字符串
异位词分组	char[] 排序 + HashMap	字母异位词

掌握这些技巧后，可以高效解决大部分字符串/字符相关的算法题！ 🚀

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