Java 中不区分大小写的字符串匹配

1. 概述

在 Java 中判断一个字符串是否包含另一个子串，方法有很多。本文聚焦于如何实现不区分大小写的子串匹配，也就是 String.contains() 的忽略大小写版本。我们会介绍几种常见方案，并结合代码示例说明各自的优劣。

✅ 目标：判断 src.contains(dest)，但忽略大小写
❌ 不推荐：手动遍历字符逐个比较（效率低，没必要造轮子）

2. 最简单的方案：`String.toLowerCase`

最直观、最简单粗暴的方式，就是先把两个字符串都转成小写，再调用 contains()：

assertTrue(src.toLowerCase().contains(dest.toLowerCase()));

同理，你也可以用 toUpperCase()，效果一样：

assertTrue(src.toUpperCase().contains(dest.toUpperCase()));

✅ 优点：代码简洁，无需额外依赖
⚠️ 缺点：会创建新的字符串对象，在高频调用场景下可能带来 GC 压力
📌 适用场景：简单逻辑、低频调用、对性能不敏感的业务代码

3. 使用正则表达式：`String.matches`

String.matches() 支持正则表达式，可以通过 (?i) 标志开启忽略大小写模式：

assertTrue(src.matches("(?i).*" + dest + ".*"));

(?i)：开启不区分大小写的匹配
.*：匹配任意数量的字符（除换行符外）

✅ 优点：一行搞定，语法灵活
❌ 缺点：

每次调用都会编译正则，性能较差
如果 dest 包含正则特殊字符（如 ., *, ?），会导致意料之外的行为（比如 . 匹配任意字符）
可读性一般，容易被新手踩坑

📌 建议：仅用于简单场景或一次性匹配，不建议在循环中使用。

4. 使用 `String.regionMatches`

regionMatches 是 JDK 原生提供的区域匹配方法，支持忽略大小写：

public static boolean processRegionMatches(String src, String dest) {
    for (int i = src.length() - dest.length(); i >= 0; i--) 
        if (src.regionMatches(true, i, dest, 0, dest.length())) 
            return true; 
    return false;
}

assertTrue(processRegionMatches(src, dest));

参数说明：

第一个 true：表示忽略大小写
i：源字符串的起始位置
0：目标字符串的起始位置
dest.length()：比较的字符长度

✅ 优点：不创建新字符串，内存友好
⚠️ 缺点：需要手动遍历，代码稍显冗长；性能并不突出（见第7节）
📌 提示：这个方法从后往前遍历是为了尽早结束（减少循环次数），属于一种简单优化。

5. 使用 `Pattern` + `CASE_INSENSITIVE` 标志

这是性能最好的方案之一。利用 Pattern 编译正则模式，并启用 CASE_INSENSITIVE 选项：

assertTrue(Pattern.compile(Pattern.quote(dest), Pattern.CASE_INSENSITIVE)
    .matcher(src)
    .find());

关键点解析：

Pattern.quote(dest)：将 dest 中的所有特殊字符转义，确保按字面量匹配
Pattern.CASE_INSENSITIVE：忽略大小写
.find()：查找是否有匹配的子串

✅ 优点：

性能最优（见下文）
安全处理特殊字符
可缓存 Pattern 对象，进一步提升重复匹配效率

📌 推荐做法（高频调用场景）：

private static final Pattern PATTERN = Pattern.compile(
    Pattern.quote("example"), 
    Pattern.CASE_INSENSITIVE
);

// 多次复用
boolean found = PATTERN.matcher(src).find();

6. 使用 Apache Commons `StringUtils.containsIgnoreCase`

如果你的项目已经引入了 Apache Commons Lang，可以直接使用现成的工具类：

assertTrue(StringUtils.containsIgnoreCase(src, dest));

✅ 优点：

语义清晰，代码可读性强
内部实现做了优化，比手写 toLowerCase 更高效
开箱即用，无需自己封装

⚠️ 缺点：需要额外依赖 commons-lang3

📌 Maven 依赖：

<dependency>
    <groupId>org.apache.commons</groupId>
    <artifactId>commons-lang3</artifactId>
    <version>3.12.0</version>
</dependency>

7. 性能对比

我们使用 JMH（Java Microbenchmark Harness）对上述方法进行了微基准测试，结果如下（单位：纳秒，数值越小越好）：

方法	平均耗时 (ns)
`Pattern` + `CASE_INSENSITIVE`	✅ 399.387
`String.toLowerCase`	434.064
Apache Commons `StringUtils`	496.313
`String.regionMatches`	718.842
`String.matches` + 正则	❌ 3964.346

结论：

🏆 冠军：Pattern.compile(..., CASE_INSENSITIVE)，性能最佳
🥈 第二名：toLowerCase()，简单但稍慢
⚠️ 最差：String.matches，慢了近 10 倍，慎用！

💡 补充：从 Java 8 到 Java 11，toLowerCase() 和 Pattern 的性能均有明显提升，建议使用较新版本 JDK。

8. 总结

本文介绍了 5 种实现不区分大小写的字符串包含判断的方法：

方案	是否推荐	场景建议
`toLowerCase()`	✅	简单场景，低频调用
`Pattern` + `CASE_INSENSITIVE`	✅✅✅	高频匹配、性能敏感场景
`StringUtils.containsIgnoreCase`	✅✅	已引入 Commons 的项目
`regionMatches`	⚠️	了解即可，性能一般
`String.matches`	❌	不推荐，性能差

最佳实践建议：

🔹 **优先使用 Pattern + CASE_INSENSITIVE**，尤其是需要高性能或频繁匹配的场景
🔹 如果项目已有 commons-lang3，直接用 StringUtils.containsIgnoreCase()，简洁安全
🔹 避免在循环中使用 String.matches

所有示例代码已上传至 GitHub：https://github.com/example-java/string-case-insensitive-demo

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REST

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1. 概述

2. 最简单的方案：String.toLowerCase

3. 使用正则表达式：String.matches

4. 使用 String.regionMatches

5. 使用 Pattern + CASE_INSENSITIVE 标志

6. 使用 Apache Commons StringUtils.containsIgnoreCase