1. 简介
在本篇文章中，我们将介绍如何在 Java 的 String 对象中指定位置插入一个字符。
我们会展示三种实现方式，每种都提供一个函数：接收原始字符串、要插入的字符以及插入位置，最终返回插入字符后的新字符串。
由于 String 类是 final 且不可变 的，因此我们不能直接修改原字符串，只能返回一个新的字符串对象。
2. 使用字符数组（Character Array）
这种方式比较底层，思路是：
- 创建一个新的字符数组，长度比原字符串多 1；
- 将原字符串中插入位置之前的字符复制到新数组；
- 在指定位置插入新字符；
- 再将原字符串中插入位置之后的字符依次复制到新数组中；
- 最后通过字符数组构造新的字符串。
public String addChar(String str, char ch, int position) {
int len = str.length();
char[] updatedArr = new char[len + 1];
str.getChars(0, position, updatedArr, 0);
updatedArr[position] = ch;
str.getChars(position, len, updatedArr, position + 1);
return new String(updatedArr);
}
✅ 优点：性能最优，控制力最强
❌ 缺点：代码略复杂，可读性一般
这种方式适合对性能有极致要求的场景，比如高频调用或大数据量处理。
3. 使用 substring() 方法
这是一种更高级、更直观的实现方式。我们可以利用 String 类的 substring() 方法将原字符串拆成两部分，再将新字符插入中间并拼接。
public String addChar(String str, char ch, int position) {
return str.substring(0, position) + ch + str.substring(position);
}
✅ 优点：代码简洁易懂
❌ 缺点：性能较差，会创建多个临时对象
由于 String 是不可变类，每次调用 substring() 都会创建新的字符串对象。再加上字符串拼接时，编译器还会自动使用 StringBuilder 来处理，导致：
- 多次内存分配；
- 多次字符复制；
- 堆内存中可能产生大量临时对象，频繁触发 GC。
⚠️ 如果需要高频调用该方法，这种实现方式可能会带来性能瓶颈。
4. 使用 StringBuilder
StringBuilder 是 Java 提供的用于高效构建和修改字符串的工具类。我们可以使用其 insert() 方法轻松实现在指定位置插入字符的功能。
public String addChar(String str, char ch, int position) {
StringBuilder sb = new StringBuilder(str);
sb.insert(position, ch);
return sb.toString();
}
✅ 优点：代码简洁、可读性强、性能稳定
❌ 缺点：性能略逊于字符数组方式
虽然 StringBuilder 内部也需要移动字符，但它的内存管理更合理，不会像 substring() 那样频繁创建临时对象。
推荐在大多数场景下使用这种方式，因为它兼顾了代码可读性和执行效率。
5. 总结
在这篇文章中，我们探讨了在 Java 中向字符串指定位置插入字符的三种实现方式：
| 方法 | 性能 | 可读性 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| 字符数组 | ✅ 最高 | ❌ 一般 | 高频调用、性能敏感场景 |
substring() |
❌ 较差 | ✅ 高 | 偶尔使用、代码简洁优先 |
StringBuilder |
✅ 良好 | ✅ 高 | 绝大多数情况下的首选方案 |
✅ 推荐使用 StringBuilder 的 insert() 方法，它在性能、可读性和稳定性之间取得了良好的平衡。
本文完整代码示例已上传至 GitHub：https://github.com/eugenp/tutorials/tree/master/core-java-modules/core-java-string-algorithms-2