5.3    Die Character-Klasse 

char ist ein primitiver Datentyp und besitzt keine Methoden. Daher gibt es im Kernpaket java.lang die Klasse Character mit einer großen Anzahl Methoden, die im Umgang mit einzelnen Zeichen interessant sind, viele davon statisch. Dazu gehören Methoden zum Testen, etwa ob ein Zeichen eine Ziffer, ein Buchstabe oder ein Sonderzeichen ist.

 

5.3.1    Ist das so? 

Allen Testmethoden ist gemeinsam, dass sie mit der Vorsilbe is beginnen und ein boolean liefern. Dazu gesellen sich Methoden zum Konvertieren, etwa in Groß-/Kleinschreibung.

Ein paar Beispiele:

Tabelle 5.5    Ergebnisse einiger »isXXX()«-Methoden

Alle diese Methoden »wissen« über die Eigenschaften der einzelnen Unicode-Zeichen Bescheid. Und der Codepoint jedes Unicode-Zeichens ist immer der gleiche, egal ob ein Programm in Deutschland oder in der Mongolei ausgeführt wird.

Testen, ob eine Zeichenkette nur aus Ziffern besteht

Im folgenden Beispiel wollen wir die Methode deklarieren, die einen String abläuft und testet, ob der String nur aus Ziffern besteht. Obwohl so eine Funktionalität in der Praxis nützlich ist, bietet Java SE dafür keine simple Methode.

Listing 5.1    src/main/java/com/tutego/insel/string/IsNumeric.java, Ausschnitt

public class IsNumeric {



  /**

   * Returns {@code true} if the String contains only Unicode digits.

   * An empty string or {@code null} leads to {@code false}.

   *

   * @param  string Input String.

   * @return {@code true} if string is numeric, {@code false} otherwise.

   */

  public static boolean isNumeric( String string ) {

    if ( string == null || string.length() == 0 )

      return false;



    for ( int i = 0; i < string.length(); i++ )

      if ( ! Character.isDigit( string.charAt( i ) ) )

        return false;

    return true;

  }



  public static void main( String[] args ) {

    System.out.println( isNumeric( "1234" ) );  // true

    System.out.println( isNumeric( "12.4" ) );  // false

    System.out.println( isNumeric( "-123" ) );  // false

  }

}

Durch unsere Methode ist definiert, dass null und ein leerer String nicht als numerisch angesehen werden, allerdings lässt sich auch definieren, dass null zu einer Ausnahme führen soll und der leere String durchaus numerisch ist. Konventionen wie diese liegen beim Autor der Bibliothek, und unterschiedliche Utility-Bibliotheken mit solchen Hilfsfunktionen haben dort unterschiedliche Einsatzgebiete.

Das Beispiel nutzt zwei String-Methoden: length() liefert die Länge eines Strings, und charAt(int) liefert das Zeichen an der gewünschten Stelle. Eine Schleife iteriert über den String und testet jedes Zeichen mit isDigit(…). Ist ein Zeichen keine Ziffer, verlässt return false automatisch die Schleife. Läuft die Schleife erfolgreich durch, kann ein return true vermelden, dass jedes Zeichen eine Ziffer war.

Die wichtigsten isXXX(…)-Methoden im Überblick

final class java.lang.Character

implements Serializable, Comparable<Character>

• static boolean isDigit(char ch)
  
  Handelt es sich um eine Ziffer zwischen 0 und 9?

• static boolean isLetter(char ch)
  
  Handelt es sich um einen Buchstaben?

• static boolean isLetterOrDigit(char ch)
  
  Handelt es sich um ein alphanumerisches Zeichen?

• static boolean isLowerCase(char ch)

• static boolean isUpperCase(char ch)
  
  Ist es ein Klein- oder ein Großbuchstabe?

• static boolean isWhiteSpace(char ch)
  
  Ist es ein Leerzeichen, Zeilenvorschub, Return oder Tabulator, also ein sogenannter Weißraum[ 130 ](Es wird Weißraum genannt, weil das ausgegebene Zeichen den Raum in der Regel weiß lässt, aber die Position der Ausgabe dennoch fortschreitet. ) (engl. white space), auch Leerraum genannt?

 

5.3.2    Zeichen in Großbuchstaben/Kleinbuchstaben konvertieren 

Zum Konvertieren eines Zeichens in Groß-/Kleinbuchstaben deklariert die Character-Klasse die Methoden toUpperCase(…) und toLowerCase(…). Die testenden isXXX(…)-Methoden finden oft Anwendung beim Ablaufen einer Zeichenkette.

Unser nächstes Beispiel fragt den Benutzer nach einem String. Gültige Buchstaben sollen in Großbuchstaben konvertiert werden, und jeder Weißraum soll durch einen Unterstrich ersetzt werden. Zum Ablaufen der Eingabe nutzen wir wieder die schon bekannten String-Methoden length() und charAt(int):

Listing 5.2    src/main/java/com/tutego/insel/string/UppercaseWriter.java, Ausschnitt

String input = new java.util.Scanner( System.in ).nextLine();



for ( int i = 0; i < input.length(); i++ ) {

  char c = input.charAt( i );

  if ( Character.isWhitespace( c ) )

    System.out.print( '_' );

  else if ( Character.isLetter( c ) )

    System.out.print( Character.toUpperCase( c ) );

}

Wenn die Eingabe etwa »honiara brotherhood guesthouse1« ist, ist die Ausgabe »HONIARA_BROTHERHOOD_GUESTHOUSE«. Die »1« verschwindet, weil sie weder Weißraum noch ein Buchstabe ist.

final class java.lang.Character

implements Serializable, Comparable<Character>

• static char toUpperCase(char ch)

• static char toLowerCase(char ch)
  
  Die statischen Methoden liefern den passenden Groß- bzw. Kleinbuchstaben zurück.

 

5.3.3    Vom Zeichen zum String 

Um ein Unicode-Zeichen in einen String zu konvertieren, können wir die statische überladene String-Methode valueOf(char) nutzen. Eine vergleichbare Methode gibt es auch in Character, und zwar die statische Methode toString(char). Beide Methoden haben die Einschränkung, dass das Unicode-Zeichen nur 2 Byte lang sein kann. String deklariert dafür auch valueOfCodePoint(int). So eine Methode fehlte bisher in Character; erst in Java 11 ist toString(int) eingezogen; intern delegiert sie an valueOfCodePoint(int).

 

5.3.4    Von char in int: vom Zeichen zur Zahl * 

Wenn Zeichen aus Benutzereingaben stammen, stellt sich die Anforderung, sie in die Zahl zu konvertieren. Aus der Ziffer '5' soll der numerische Wert 5 werden. Nach alter Hacker-Tradition war die Lösung immer die, eine '0' abzuziehen. Die ASCII-Null '0' hat den char-Wert 48, '1' hat dann den Wert 49, bis '9' schließlich 57 erreicht. So ist logischerweise '5' - '0' = 53 – 48 = 5. Die Lösung hat den Nachteil, dass sie nur für ASCII-Ziffern funktioniert.

Eine ordentliche Java-Lösung besteht zum Beispiel darin, ein char in einen String zu konvertieren und diesen über eine Integer-Methode zu konvertieren, etwa so:

char c = '5';

int  i = Integer.parseInt( String.valueOf(c) );  // 5

Die parseInt(…)-Methode ist voll internationalisiert und konvertiert ebenso Dezimalzahlen aus anderen Schriftsystemen, etwa Hindi/Sanskrit:

System.out.println( Integer.parseInt( "" ) );   // 5

Das funktioniert, ist jedoch für einzelne Zeichen nicht besonders effizient in Schleifen. Es gibt zwei andere Möglichkeiten, mit statischen Methoden aus der Klasse Character.

getNumericValue(…)-Methode

Die Character-Methode getNumericValue(char) liefert den numerischen Wert einer Ziffer zurück. Natürlich arbeitet die Methode wieder internationalisiert:

int i = Character.getNumericValue( '5' );

System.out.println( i );                          // 5

System.out.println( Integer.parseInt( "" ) );   // 5

Die Methode ist viel leistungsfähiger, denn sie kennt den tatsächlichen »Wert« aller Unicode-Zeichen, zum Beispiel auch der römischen Ziffern I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X, XI, XII, L, C, D, M …, die im Unicode-Alphabet ab '\u2160' stehen:

System.out.println( Character.getNumericValue( '\u216f' ) ); // 1000

Das kann Integer.parseInt(…) nicht verarbeiten; eine Ausnahme ist die Folge.

XXXdigit(…)-Methoden

Die Character-Klasse besitzt ebenso eine Umwandlungsmethode für Ziffern bezüglich einer beliebigen Basis, und das auch in die andere Richtung.

final class java.lang.Character

implements Serializable, Comparable<Character>

• static int digit(char ch, int radix)
  
  Liefert den numerischen Wert, den das Zeichen ch unter der Basis radix besitzt. Beispielsweise ist Character.digit('f', 16) gleich 15. Erlaubt ist jedes Zahlensystem mit einer Basis zwischen Character.MIN_RADIX (2) und Character.MAX_RADIX (36). Ist keine Umwandlung möglich, beträgt der Rückgabewert –1.

• static char forDigit(int digit, int radix)
  
  Konvertiert einen numerischen Wert in ein Zeichen. Beispielsweise ist Character.forDigit(6, 8) gleich »6«, und Character.forDigit(12, 16) ist »c«.

char[] chars = { '3', '4', '0' };

int result = 0;

for ( char c : chars ) {

  result = result * 10 + Character.digit( c, 10 );

  System.out.println( result );

}