【Java初心者必見】substringマスター講座：5つの活用テクニックと性能最適化の秘訣

Javaプログラミングにおいて、文字列操作は非常に重要な要素です。その中でもsubstringメソッドは、文字列の一部を抽出するための強力なツールとして広く利用されています。

String text = "Hello, World!";
String result = text.substring(0, 5); // "Hello"を抽出

String text = "Hello, World!";

// 例1: インデックス0から5まで（5は含まない）の文字を抽出
String result1 = text.substring(0, 5);
System.out.println(result1);  // 出力: Hello

// 例2: インデックス7から文字列の末尾まで抽出
String result2 = text.substring(7);
System.out.println(result2);  // 出力: World!

// 例3: 一文字だけを抽出
String result3 = text.substring(1, 2);
System.out.println(result3);  // 出力: e

// 例4: 空の文字列を取得
String result4 = str.substring(0, 0);
System.out.println(result4);  // 出力: ""（空文字列）

// 例5: 文字列全体を取得
String result5 = str.substring(0);
System.out.println(result5);  // 出力: "Hello, World!"

String str = "JavaProgramming";
String sub = str.substring(4, 11);  // "Program"
System.out.println(sub);

// 出力: Program

String str = "Hello, World!";
String lastFive = str.substring(str.length() - 5);  // "orld!"
System.out.println(lastFive);

// 出力: orld!

String email = "user@example.com";
String domain = email.substring(email.indexOf("@") + 1);  // "example.com"
System.out.println(domain);

// 出力: example.com

String url = "https://www.example.com/path/to/resource";
String newUrl = "https://" + url.substring(8).replace("www.", "");
System.out.println(newUrl);

// 出力: https://example.com/path/to/resource

import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

public class RegexSubstring {
    public static void main(String[] args) {
        String text = "The price is $19.99";
        Pattern pattern = Pattern.compile("\\$([0-9]+\\.[0-9]+)");
        Matcher matcher = pattern.matcher(text);
        if (matcher.find()) {
            String price = matcher.group(1);  // "19.99"
            System.out.println("Extracted price: $" + price);
        }
    }
}

// 出力: Extracted price: $19.99

// 非効率的な使用例
String longString = "This is a very long string";
String sub1 = longString.substring(0, 4);
String sub2 = longString.substring(5, 7);
String result = sub1 + " " + sub2;

// 最適化された使用例
String result = new StringBuilder()
    .append(longString, 0, 4)
    .append(' ')
    .append(longString, 5, 7)
    .toString();

// 非効率的な処理
List<String> processStrings(List<String> inputs) {
    List<String> results = new ArrayList<>();
    for (String input : inputs) {
        results.add(input.substring(0, 5) + "processed");
    }
    return results;
}

// 最適化された処理
List<String> processStringsOptimized(List<String> inputs) {
    List<String> results = new ArrayList<>();
    StringBuilder sb = new StringBuilder(15); // 予想される最大長で初期化
    for (String input : inputs) {
        sb.setLength(0); // StringBuilder をリセット
        sb.append(input, 0, Math.min(input.length(), 5)).append("processed");
        results.add(sb.toString());
    }
    return results;
}

public static String optimizedStringManipulation(String input, int start, int end) {
    StringBuilder sb = new StringBuilder(end - start + 10); // 予想される最大長で初期化
    return sb.append(input, start, end)
             .append("_processed")
             .toString();
}

String str = "Hello";
// str.substring(10); // IndexOutOfBoundsException
// str.substring(-1); // IndexOutOfBoundsException
// str.substring(3, 2); // IndexOutOfBoundsException

文字列の長さをチェックする

String str = "Hello";
int start = 3;
if (start < str.length()) {
    String sub = str.substring(start);
    System.out.println(sub);
} else {
    System.out.println("Index out of bounds");
}

Math.min()を使用して安全なインデックスを確保する

String str = "Hello";
int start = 3;
int end = 10;
String sub = str.substring(start, Math.min(end, str.length()));
System.out.println(sub);

Apache Commons LangのStringUtilsやGuavaのStringsクラスを使用する

// Apache Commons Lang
String str = "Hello";
String sub = StringUtils.substring(str, 3, 10);
System.out.println(sub);

// Guava
String str = "Hello";
String sub = Strings.nullToEmpty(str).substring(0, Math.min(3, str.length()));
System.out.println(sub);

nullチェックを行う

String str = null;
if (str != null && str.length() > 5) {
    String sub = str.substring(0, 5);
    System.out.println(sub);
} else {
    System.out.println("String is null or too short");
}

Optional<String>を使用する（Java 8以降）

String str = null;
Optional<String> optStr = Optional.ofNullable(str);
String sub = optStr.map(s -> s.substring(0, Math.min(5, s.length())))
                   .orElse(""); // or orElseGet(() -> "default value");
System.out.println(sub);

Objects.requireNonNull()を使用する

String str = null;
try {
    String sub = Objects.requireNonNull(str).substring(0, 5);
    System.out.println(sub);
} catch (NullPointerException e) {
    System.out.println("String is null");
}

public static String safeSubstring(String str, int start, int end) {
    if (str == null) {
        return "";
    }
    int length = str.length();
    if (start < 0) start = 0;
    if (end > length) end = length;
    if (start > end) start = end;
    return str.substring(start, end);
}

String email = "user@example.com";
int atIndex = email.indexOf("@");
String domain = email.substring(atIndex + 1);
System.out.println("Domain: " + domain);  // 出力: Domain: example.com

String filename = "document.txt.bak";
int lastDotIndex = filename.lastIndexOf(".");
String extension = filename.substring(lastDotIndex + 1);
System.out.println("File extension: " + extension);  // 出力: File extension: bak

String text = "Hello, World!";
int commaIndex = text.indexOf(",");
if (commaIndex != -1) {
    String beforeComma = text.substring(0, commaIndex);
    String afterComma = text.substring(commaIndex + 1).trim();
    System.out.println("Before comma: " + beforeComma);  // 出力: Before comma: Hello
    System.out.println("After comma: " + afterComma);    // 出力: After comma: World!
} else {
    System.out.println("Comma not found in the text.");
}

String userInput = "   John Doe   ";
String normalizedName = userInput.trim().toLowerCase();
String firstName = normalizedName.substring(0, normalizedName.indexOf(" "));
String lastName = normalizedName.substring(normalizedName.indexOf(" ") + 1);

System.out.println("First name: " + firstName);  // 出力: First name: john
System.out.println("Last name: " + lastName);    // 出力: Last name: doe

String url = "HTTPS://WWW.EXAMPLE.COM/PATH";
String lowercaseUrl = url.toLowerCase();
String protocol = lowercaseUrl.substring(0, lowercaseUrl.indexOf(":"));
String domain = lowercaseUrl.substring(lowercaseUrl.indexOf("://") + 3, lowercaseUrl.indexOf("/", lowercaseUrl.indexOf("://") + 3));

System.out.println("Protocol: " + protocol);  // 出力: Protocol: https
System.out.println("Domain: " + domain);      // 出力: Domain: www.example.com