在 Java 中，获取字符串的首字母是一个常见的需求，下面我将为你详细介绍几种实现方法，从最简单到更健壮、更通用的方案，并附上完整的代码示例。

使用 charAt(0) 和 toUpperCase() (最常用)

这是最直接、最简单的方法，适用于大多数情况。

核心思想：

1. 使用 String.charAt(0) 方法获取字符串的第一个字符。
2. 使用 Character.toUpperCase(char ch) 方法将该字符转换为大写。

优点：

• 代码简洁,易于理解。
• 性能高。

缺点：

• 不安全：如果字符串为 null 或空字符串 ()，会抛出异常。
  • str.charAt(0) 在 str 为 null 时会抛出 NullPointerException。
  • str.charAt(0) 在 str 为 时会抛出 StringIndexOutOfBoundsException。

示例代码：

public class FirstLetterExample {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "hello";
        String str2 = "World";
        String str3 = "java";
        String str4 = ""; // 空字符串
        String str5 = null; // null 字符串
        System.out.println("--- 安全处理前 ---");
        try {
            // 正常情况
            System.out.println("首字母 of '" + str1 + "': " + getFirstLetterUnsafe(str1));
            System.out.println("首字母 of '" + str2 + "': " + getFirstLetterUnsafe(str2));
            // 异常情况
            System.out.println("首字母 of '" + str3 + "': " + getFirstLetterUnsafe(str3));
            System.out.println("首字母 of '" + str4 + "': " + getFirstLetterUnsafe(str4)); // 抛出 StringIndexOutOfBoundsException
        } catch (Exception e) {
            System.err.println("捕获到异常: " + e.getMessage());
        }
        try {
            System.out.println("首字母 of '" + str5 + "': " + getFirstLetterUnsafe(str5)); // 抛出 NullPointerException
        } catch (Exception e) {
            System.err.println("捕获到异常: " + e.getMessage());
        }
        System.out.println("\n--- 安全处理后 ---");
        // 推荐使用安全的方法
        System.out.println("首字母 of '" + str1 + "': " + getFirstLetterSafe(str1));
        System.out.println("首字母 of '" + str2 + "': " + getFirstLetterSafe(str2));
        System.out.println("首字母 of '" + str3 + "': " + getFirstLetterSafe(str3));
        System.out.println("首字母 of '" + str4 + "': " + getFirstLetterSafe(str4)); // 输出空字符串 ""
        System.out.println("首字母 of '" + str5 + "': " + getFirstLetterSafe(str5)); // 输出 null
    }
    /**
     * 不安全的方法：直接获取首字母并大写
     */
    public static String getFirstLetterUnsafe(String str) {
        if (str == null || str.isEmpty()) {
            // 为了演示，这里直接返回，实际调用时还是会出问题
            return "";
        }
        // 这一行在 str 为 "" 时会抛出异常
        return Character.toString(Character.toUpperCase(str.charAt(0)));
    }
    /**
     * 安全的方法：处理 null 和空字符串的情况
     */
    public static String getFirstLetterSafe(String str) {
        // 1. 检查字符串是否为 null 或空
        if (str == null || str.isEmpty()) {
            return ""; // 或者 return null，取决于你的业务需求
        }
        // 2. 获取首字母并转换为大写
        return Character.toString(Character.toUpperCase(str.charAt(0)));
    }
}

使用 substring() 和 toUpperCase()

这种方法与方法一类似,只是用 substring() 来获取第一个字符。

核心思想：

1. 使用 String.substring(0, 1) 获取从索引 0 开始（包含）到 1 结束（不包含）的子字符串，也就是第一个字符。
2. 使用 String.toUpperCase() 将子字符串转换为大写。

示例代码：

public class FirstLetterSubstringExample {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "java";
        // 安全处理
        if (str != null && !str.isEmpty()) {
            String firstLetter = str.substring(0, 1).toUpperCase();
            System.out.println("首字母: " + firstLetter); // 输出: J
        } else {
            System.out.println("字符串为 null 或空");
        }
    }
}

charAt() vs substring()：

• charAt(0) 返回的是一个 char 基本类型，如果只需要字符本身，它更轻量。
• substring(0, 1) 返回的是一个 String 对象，如果你需要的结果本身就是字符串，那么可以直接链式调用 .toUpperCase()，代码上可能更连贯。

两者性能差异极小,在大多数情况下可以互换使用。关键在于必须进行 null 和空检查。

使用 Java 8+ Stream API (函数式风格)

如果你喜欢函数式编程,可以使用 Java 8 引入的 Stream API 来实现。

核心思想：

1. 将字符串转换为字符流 str.chars()。
2. 获取流的第一个元素 findFirst()。
3. 如果存在,则将其转换为大写并映射为字符串；如果不存在（即字符串为空或null），则返回一个空字符串（或默认值）。

示例代码：

import java.util.Optional;
public class FirstLetterStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "stream";
        String str2 = "";
        String str3 = null;
        // 安全处理
        String firstLetter1 = str1 != null ? str1.chars().findFirst().stream().mapToObj(c -> String.valueOf((char) Character.toUpperCase(c))).findFirst().orElse("") : "";
        String firstLetter2 = str2 != null ? str2.chars().findFirst().stream().mapToObj(c -> String.valueOf((char) Character.toUpperCase(c))).findFirst().orElse("") : "";
        String firstLetter3 = str3 != null ? str3.chars().findFirst().stream().mapToObj(c -> String.valueOf((char) Character.toUpperCase(c))).findFirst().orElse("") : "";
        System.out.println("首字母 of '" + str1 + "': " + firstLetter1); // 输出: S
        System.out.println("首字母 of '" + str2 + "': " + firstLetter2); // 输出: (空字符串)
        System.out.println("首字母 of '" + str3 + "': " + firstLetter3); // 输出: (空字符串)
    }
}

注意：上面的 str.chars().findFirst().stream() 写法有点绕，更简洁的写法是直接使用 str.chars() 的 findFirst()，它返回一个 OptionalInt。

// 更简洁的 Stream 写法
public static String getFirstLetterWithStream(String str) {
    if (str == null) {
        return "";
    }
    return str.chars() // 获取一个 IntStream
            .findFirst() // 获取第一个 OptionalInt
            .stream()    // 将 OptionalInt 转为 Stream<Integer>
            .mapToObj(c -> String.valueOf((char) Character.toUpperCase(c))) // 转换
            .findFirst() // 再次获取 Optional<String>
            .orElse(""); // 如果没有值，则返回空字符串
}

这种方法非常强大,但比前两种方法复杂，对于“取首字母”这个简单任务来说，有点“杀鸡用牛刀”。

总结与最佳实践

最佳实践：

始终优先使用安全的方法。 在任何生产环境中，都不要直接调用 charAt(0) 而不进行前置检查。

以下是推荐的、健壮的获取首字母的函数：

/**
 * 安全地获取字符串的首字母（大写）。
 *
 * @param str 输入的字符串，可以为 null 或空。
 * @return 首字母的大写字符串，如果输入为 null 或空，则返回空字符串 ""。
 */
public static String getFirstLetter(String str) {
    if (str == null || str.isEmpty()) {
        return "";
    }
    return Character.toString(Character.toUpperCase(str.charAt(0)));
}
// 或者使用 substring 版本
public static String getFirstLetterWithSubstring(String str) {
    if (str == null || str.isEmpty()) {
        return "";
    }
    return str.substring(0, 1).toUpperCase();
}

使用场景建议：

• 如果只是简单地、一次性地获取一个已知非空字符串的首字母，可以直接用 str.charAt(0)。
• 在任何方法、工具类或需要处理未知输入的代码中，务必使用包含了 null 和 isEmpty() 检查的安全版本，这是编写健壮 Java 代码的基本要求。