String 클래스의 replace() 와 replaceAll() 차이 (feat. replaceFirst())

개요

코딩 테스트 스터디를 하다가 String 클래스의 replace() 메소드와 replaceAll() 을 착각해서 글을 쓰게 됐다.

 

https://school.programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/17683

프로그래머스

 

해당 문제에서 글자를 다른 글자로 바꿔야하는 일이 있었는데, 해당하는 모든 글자를 다른 글자로 바꿔야했다. 당연히 replace 관련 함수를 알기에 replaceAll() 을 써서 타켓 문자열을 새로운 문자열로 바꿔주려고 했다.

 

팀원과 풀이 공유를 하는데, 팀원은 replaceAll() 을 쓰지 않고 replace() 을 사용했다.

replace() 함수는 타겟에 해당하는 첫번 째 등장하는 문자열만 새로운 문자열로 바꿔주는 줄 알았고, 또 다른 팀원 또한 나와 같이 생각하고 있었다.
하지만, replace() 함수도 타켓에 해당하는 문자열을 모두 새로운 문자열로 바꿔주는 기능을 했다.

그렇다면 다른 점은 무엇일까? 

 

replace() vs replaceAll()

String 클래스의 replace 함수와 replaceAll 함수는 모두 문자열 내에서 특정 문자열을 다른 문자열로 대체하는 역할을 합니다. 그러나 두 함수 사이에는 중요한 차이가 있다.

먼저 예제를 하나 만들어서 관련 메소드를 살펴 보았다.

 

 

replace() 메소드

• replace(char oldChar, char newChar): 문자열 내에서 지정된 문자 oldChar를 새로운 문자 newChar로 대체한다.
• replace(CharSequence target, CharSequence replacement): 문자열 내에서 지정된 문자 시퀀스 target을 새로운 문자 시퀀스 replacement로 대체한다.
• 이 메서드들은 정규 표현식을 사용하지 않으며, 단순히 문자열을 순회하면서 특정 문자나 문자열을 다른 문자나 문자열로 교체한다.

 

자바 11 기준 내부 구현

    public String replace(char oldChar, char newChar) {
        if (oldChar != newChar) {
            String ret = isLatin1() ? StringLatin1.replace(value, oldChar, newChar)
                                    : StringUTF16.replace(value, oldChar, newChar);
            if (ret != null) {
                return ret;
            }
        }
        return this;
    }

내부에서 호출하는 replace 메소드는 바이트 배열을 사용하여 문자열 조작을 수행하며, 특정 문자를 다른 문자로 교체한다. 파라미터에 있는 value 변수가 인스턴스 변수인 byte[] 이다. 

LATIN1 인코딩과 UTF-16 인코딩을 모두 고려하여 처리하기 위함으로 문자열을 바이트 데이터로 변환하여 문자열 조작을 하는 방식이다. 인코딩 방식에도 여러 방식이 있듯이 인코딩 방식에 맞춰 문자열을 변환하기 위함이다.

    public String replace(CharSequence target, CharSequence replacement) {
        String tgtStr = target.toString();
        String replStr = replacement.toString();
        int j = indexOf(tgtStr);
        if (j < 0) {
            return this;
        }
        int tgtLen = tgtStr.length();
        int tgtLen1 = Math.max(tgtLen, 1);
        int thisLen = length();
 
        int newLenHint = thisLen - tgtLen + replStr.length();
        if (newLenHint < 0) {
            throw new OutOfMemoryError();
        }
        StringBuilder sb = new StringBuilder(newLenHint);
        int i = 0;
        do {
            sb.append(this, i, j).append(replStr);
            i = j + tgtLen;
        } while (j < thisLen && (j = indexOf(tgtStr, j + tgtLen1)) > 0);
        return sb.append(this, i, thisLen).toString();
    }

 

사용 예시

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "hello world";
        String result = str.replace('o', 'a');
        System.out.println(result); // "hella warld"

        String str2 = "hello world";
        String result2 = str2.replace("world", "Java");
        System.out.println(result2); // "hello Java"
    }
}

 

replaceAll() 메소드

• replaceAll(String regex, String replacement): 문자열 내에서 지정된 정규 표현식 regex에 일치하는 모든 부분을 새로운 문자열 replacement로 대체한다.
• 이 메서드는 정규 표현식을 사용하여 더 복잡한 대체 작업을 수행할 수 있다.

 

자바 11 기준 내부 구현

    public String replaceAll(String regex, String replacement) {
        return Pattern.compile(regex).matcher(this).replaceAll(replacement);
    }
 
    public String replaceAll(String replacement) { //위에서 호출한 replaceAll() 
        reset();
        boolean result = find();
        if (result) {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            do {
                appendReplacement(sb, replacement);
                result = find();
            } while (result);
            appendTail(sb);
            return sb.toString();
        }
        return text.toString();
    }

 

위 코드를 보면 replaceAll은 Pattern.compile(regex)를 호출하여 정규 표현식을 컴파일한 후, Matcher 객체를 생성하여 replaceAll 메서드를 호출한다. replaceAll 메서드는 정규 표현식과 일치하는 모든 부분을 대체 문자열로 바꾼다.

 

사용예시

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "hello world";
        String result = str.replaceAll("o", "a");
        System.out.println(result); // "hella warld"

        String str2 = "hello123world";
        String result2 = str2.replaceAll("\\d", "X"); // 정규 표현식을 사용하여 숫자를 대체
        System.out.println(result2); // "helloXXXworld"
    }
}

 

 

성능차이

• replace 메서드의 성능
  • 단순히 문자열을 순회하면서 특정 문자나 문자열을 다른 문자나 문자열로 교체한다.
  • 정규 표현식을 컴파일하거나 매칭할 필요가 없으므로, 매우 효율적이다.
  • 시간 복잡도는 O(n)이다.
• replaceAll 메서드의 성능
  • 정규 표현식을 사용하여 문자열을 매칭하고 대체한다.
  • 정규 표현식을 컴파일하고 매칭하는 과정이 추가되므로, 일반적으로 더 많은 시간이 소요된다.
  • 정규 표현식을 매칭하는 과정은 경우에 따라 복잡도가 다르다. 일반적으로 O(n) 이상의 복잡도를 가질 수 있다.

 

 

+ ) replaceFirst()

replaceFirst(String regex, String replacement): 문자열 내에서 지정된 정규 표현식 regex에 일치하는 첫 번째 부분을 새로운 문자열 replacement로 대체한다. replaceAll과 유사하지만 첫 번째 일치만 대체한다는 점이 다르다.

 

자바 11 기준 내부 구현

    public String replaceFirst(String regex, String replacement) {
        return Pattern.compile(regex).matcher(this).replaceFirst(replacement);
    }
 
    public String replaceFirst(String replacement) { // 호출한 replaceFirst() 메소드이다.
        if (replacement == null)
            throw new NullPointerException("replacement");
        reset();
        if (!find())
            return text.toString();
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        appendReplacement(sb, replacement);
        appendTail(sb);
        return sb.toString();
    }

 

사용예시

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "hello123world456";
        String result = str.replaceFirst("\\d", "X"); // 정규 표현식을 사용하여 첫 번째 숫자만 대체
        System.out.println(result); // "helloX23world456"
    }
}