Java String 小总结

1.String是不可变类

不可变类呢?一般认为:当对象一旦创建完成后,在正常情况下,对象的状态不会因外界的改变而改变(对象的状态是指对象的属性,包括属性的类型及属性值)。

首先看一个基本的例子:

1String s = "abc";2System.out.println("s:" + s);//输出s:abc3s = "def";4System.out.println("s:" + s);//输出s:def

s只是指向堆内存中的引用,存储的是对象在堆中的地址,而非对象本身,s本身存储在栈内存中。实际上,此时堆内存中依然存在着"abc"和"def"对象。对于"abc"对象本身而言,对象的状态是没有发生任何变化的。(对象不可变)

既然不可变说明String类中肯定没有提供对外可setters方法。接下来来具体看一下String类的定义。

1publicfinalclassStringimplementsjava.io.Serializable, Comparable

, CharSequence{23/**The value is used for character storage.*/4privatefinalcharvalue[];56/**Cache the hash code for the string*/7privateinthash;//Default to 089}

与之前版本的Java String源码相比,String类减少了int offset 和 int count的定义。这样变化的结果主要体现在:

1.避免之前版本的String对象subString时可能引起的内存泄露问题;

2.新版本的subString时间复杂度将有O(1)变为O(n);

通过上面String类的定义,类名前面用了final class修饰,因此,String类不能被继承。对于其属性定义,可以看出,属性value[]和hash都是被定义成private类型,且由于没有提供对外的public setters方法,String类属性不可被改变。

其中,需要重点关注属性value[],其被final char修饰,因此字符型数组value只会被赋值一次就不可修改。其存储内容正好是String中的单个字符内容。

2.String相关的 +

String中的 + 常用于字符串的连接。此处为了说明清楚这个问题,首先可以安装Eclipse 查看字节码插件ByteCode Outline。

在线安装网址:http://zipeditor.sourceforge.net/update/Disabled。Help >> install new software >> 输入网址 >> 选择 bytecode outline >> ... ... 安装成功。

Window >> show view >> other >> java >> ByteCode即可在Eclipse下方面板栏中查看。

1publicstaticmain([Ljava/lang/String;)V2L03LINENUMBER 5L04LDC "aa"5ASTORE 16L17LINENUMBER 6L18LDC "bb"9ASTORE 210L211LINENUMBER 7L212NEW java/lang/StringBuilder13DUP14

LDC "xxyy "

15INVOKESPECIAL java/lang/

StringBuilder.

(Ljava/lang/String;)V16ALOAD 117INVOKEVIRTUAL java/lang/

StringBuilder.append

(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;18

LDC "zz"

19INVOKEVIRTUAL java/lang/

StringBuilder.append

(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;20

LDC "mm"

21INVOKEVIRTUAL java/lang/

StringBuilder.append

(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;22ALOAD 223INVOKEVIRTUAL java/lang/

StringBuilder.append

(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;24INVOKEVIRTUAL java/lang/

StringBuilder.toString

()Ljava/lang/String;25ASTORE 326L327LINENUMBER 8L328GETSTATIC java/lang/System.out : Ljava/io/PrintStream;29ALOAD 330INVOKEVIRTUAL java/io/PrintStream.println (Ljava/lang/String;)V31L432LINENUMBER 9L433RETURN34L535LOCALVARIABLE args [Ljava/lang/String; L0 L5 036LOCALVARIABLE a Ljava/lang/String; L1 L5 137LOCALVARIABLE b Ljava/lang/String; L2 L5 238LOCALVARIABLE c Ljava/lang/String; L3 L5 339MAXSTACK = 340MAXLOCALS = 441}

显然,通过字节码我们可以得出如下几点结论:

1.String中使用 + 字符串连接符进行字符串连接时,连接操作最开始时如果都是字符串常量,编译后将尽可能多的直接将字符串常量连接起来,形成新的字符串常量参与后续连接(通过反编译工具jd-gui也可以方便的直接看出);

2.接下来的字符串连接是从左向右依次进行,对于不同的字符串,首先以最左边的字符串为参数创建StringBuilder对象,然后依次对右边进行append操作,最后将StringBuilder对象通过toString()方法转换成String对象(注意:中间的多个字符串常量不会自动拼接)

也就是说

String c = "xx" + "yy " + a + "zz" + "mm" + b; 实质上的实现过程是: String c = new StringBuilder("xxyy").append(a).append("zz").append("mm").append(b).toString();

由于得出结论:当使用+进行多个字符串连接时,实际上是产生了一个StringBuilder对象和一个String对象。

3.String中的常用方法

1).与String类中value[]数组存储直接相关的有:

int length(); // 返回String长度,亦即value[]数组长度;

char charAt(int index); // 返回指定位置字符;

int indexOf(int ch, int fromIndex); //从fromIndex位置开始,查找ch字符在字符串中首次出现的位置。fromIndex默认为0,ch直接传入字符即可。如'C',区分大小写,未查找到返回-1;

char[] toCharArray() ;   // 将字符串转换成一个新的字符数组

2).与其他字符串即字串相关的方法有:

int indexOf(String str, int fromIndex) ;

与indexOf含义相反有lastIndexOf(..),反向索引。

boolean contains(String str); //实际上 contains内部实现也是调用的indexOf,然后将其结果与-1相比较。

boolean startsWith(String str); // 判断字符串是否以str开头

boolean endsWith(String str); //.....是否以str结尾

String replace(CharSequence target, CharSequence replacement) ;  // 替换

String substring(int beginIndex,  int endIndex);  //字符串截取,不传第二个参数则表示直接截取到字符串末尾

String[] split(String regex);  // 字符串分割

4.String中的equals()与hashCode() equals重写 hashcode重写

String类重写了Object类的equlas方法,使得比较字符串内容是否相等可以直接使用equlas方法。关于equals以及相应的hashCode方法参见博文《Java总结篇系列:java.lang.Object 》

5.String字符串常量池

JVM为了提高性能和减少内存开销,内部维护了一个字符串常量池,每当创建字符串常量时,JVM首先检查字符串常量池,如果常量池中已经存在,则返回池中的字符串对象引用,否则创建该字符串对象并放入池中。

因此下述结果返回true。

1String a = "abc";2String b = "abc";3System.out.print(a == b);//true

但与创建字符串常量方式不同的是,当使用new String(String str)方式等创建字符串对象时,不管字符串常量池中是否有与此相同内容的字符串,都会在堆内存中创建新的字符串对象。

因此,下面代码片段有如下结果。

1String a = "Hello";2String b =newString("Hello");3System.out.println(a == b);//false4System.out.println(a.equals(b));//true

即使字符串内容相同,字符串常量池中的字符串与通过new String(..)等方式创建的字符串对象之间没有直接的关系,但是,可以通过字符串的intern()方法找到此种关联。intern()方法返回字符串对象在字符串常量池中的对象引用,若字符串常量池中尚未有此字符串,则创建一新的字符串常量放置于池中。

于是,很据如上理解,很自然的,可以得到如下结果。1String a = "Hello";2System.out.println(a == a.intern());//true34String b =newString("corn");5String c =b.intern();67System.out.println(b == c);//false89String d = "corn";1011System.out.println(c == d);//true

6.String/StringBuilder/StringBuffer区别

String是不可变字符串对象,StringBuilder和StringBuffer是可变字符串对象(其内部的字符数组长度可变),StringBuffer线程安全,StringBuilder非线程安全。

7.既然String是不可变字符串对象,如何才能改变让其可变?

既然String对象中没有对外提供可用的public setters等方法,因此只能通过Java中的反射机制实现。因此,前文中说到的String是不可变字符串对象只是针对“正常情况下”。而非必然。

1publicstaticvoidstringReflection()throwsException {23String s = "Hello World";45System.out.println("s = " + s);//Hello World67//获取String类中的value字段8Field valueField = String.class.getDeclaredField("value");910//改变value属性的访问权限11valueField.setAccessible(true);1213char[] value = (char[]) valueField.get(s);1415//改变value所引用的数组中的第5个字符16value[5] = '_';1718System.out.println("s = " + s);//Hello_World19}

由此可见Java中反射的强大之处。

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