2w字 详解 String,yyds

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2021-07-04 20:28

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前言

大家好,我是老田,今天给大家分享java基础知识之String。

String类的重要性就不必说了,可以说是我们后端开发用的最多的类,所以,很有必要好好来聊聊它。

本文主要内容如下:


String简介

我们先来说说,java中八大数据类型,然后在说String。

八大基本数据类型

byte:8位,最大存储数据量是255,存放的数据范围是-128~127之间。

short:16位,最大数据存储量是65536,数据范围是-32768~32767之间。

int:32位,最大数据存储容量是2的32次方减1,数据范围是负的2的31次方到正的2的31次方减1。

long:64位,最大数据存储容量是2的64次方减1,数据范围为负的2的63次方到正的2的63次方减1。

float:32位,数据范围在3.4e-45~1.4e38,直接赋值时必须在数字后加上f或F。

double:64位,数据范围在4.9e-324~1.8e308,赋值时可以加d或D也可以不加。

boolean:只有true和false两个取值。

char:16位,存储Unicode码,用单引号赋值。

除了这八大数据类型以外(八大数据类型也有与之对应的封装类型,我相信你是知道的),Java中还有一种比较特殊的类型:String,字面意义就是字符串。

String官方介绍

英文版


地址:https://docs.oracle.com/en/java/javase/11/docs/api/java.base/java/lang/String.html

看不懂吗?没事,我们可以借用翻译工具,浏览器自带的,更希望的是你能看懂原版英文。

String 存在于咱们安装的JDK目录下rt.ar包中,全路径名为:java.lang.String。我们java代码中String用来表示字符串,比如:

String str = "中国梦,我的梦";
String name = "zhangsan";

暂时先知道这些就可以了。

String使用

定义类型

在日常开发中,使用String的地方太多了,尤其是用来定义变量、常量的类型,基本上只要你码代码,总是能见到它。

比如:用户信息,用实体类User来表示。

public class User{
    private Long id;
    private String userName;
    private String address;
    private String password;
    ....
}

常用方法演示

String类有20多个方法,下面给出一个使用示例(这里演示大部分方法,剩下的可以自行去试试)。

//案例代码,来源于网络
public class StringDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String str1 = "Hello World";
        String str2 = "Hello World";
        String str3 = "hello world";
        String str4 = " hello world ";
        //返回字符串的长度
        System.out.println("r1: " + str1.length());
        //比较两个字符串的大小compareTo(返回的是int),0相等,复数小于,正数大于
        System.out.println("r2 : " + str1.compareTo(str2));
        //比较两个字符串的大小compareTo(返回的是int),0相等,复数小于,正数大于
        System.out.println("r3 : " + str1.compareTo(str3));
        //字符串比较compareToIgnoreCase,忽略大小写。0相等,复数小于,正数大于
        System.out.println("r4 : " + str1.compareToIgnoreCase(str3));
        //字符串查找indexOf,返回的是找到的第一个的位置,没找到返回-1。从0开始
        System.out.println("r5 : " + str1.indexOf("o"));
        //查找字符串最后一次出现的位置lastIndexOf
        System.out.println("r6 : " + str1.lastIndexOf("o"));
        //删除字符串中的一个字符,字符串从0开始的 substring(a, b)
        //返回指定起始位置(含)到结束位置(不含)之间的字符串
        System.out.println("r7 : " + str1.substring(05) + str1.substring(6));

        //字符串替换,替换所有
        System.out.println("r8 : " + str1.replace("o""h"));
        //字符串替换,替换所有
        System.out.println("r9 : " + str1.replaceAll("o""h"));
        //字符串替换,替换第一个
        System.out.println("r10 : " + str1.replaceFirst("o""h"));
        //字符串反转
        System.out.println("r11 : " + new StringBuffer(str1).reverse());
        //字符串反转
        System.out.println("r11’: " + new StringBuilder(str1).reverse());
        //字符串分割
        String[] temp = str1.split("\\ ");
        for (String str : temp) {
            System.out.println("r12 : " + str);
        }
        //字符串转大写
        System.out.println("r13 : " + str1.toUpperCase());
        //字符串转小写
        System.out.println("r14 : " + str1.toLowerCase());
        //去掉首尾空格
        System.out.println("r15 : " + str4.trim());
        //是否包含,大小写区分
        System.out.println("r16 : " + str1.contains("World"));
        //返回指定位置字符
        System.out.println("r17 : " + str1.charAt(4));
        //测试此字符串是否以指定的后缀结束
        System.out.println("r18 : " + str1.endsWith("d"));
        //测试此字符串是否以指定的前缀开始
        System.out.println("r19 : " + str1.startsWith("H"));
        //测试此字符串从指定索引开始的子字符串是否以指定前缀开始
        System.out.println("r20 : " + str1.startsWith("ll"2));
        //将指定字符串连接到此字符串的结尾。等价于用“+”
        System.out.println("r21 : " + str1.concat("haha"));
        //比较字符串的内容是否相同
        System.out.println("r22 : " + str1.equals(str2));
        //与equals方法类似,忽略大小写
        System.out.println("r23 : " + str1.equalsIgnoreCase(str2));
        //判断是否是空字符串
        System.out.println("r24:  " + str1.isEmpty());

    }
}

我们开发中差不多也就是这么使用了,但是如果你仅仅是使用很牛了,貌似遇到面试照样会挂。所以,学知识,不能停留在使用层面,需要更深层次的学习。

下面我们就来深层次的学习String,希望大家带着一颗平常的心学习,不要害怕什么,灯笼是张纸,捅破不值钱。

String核心部分源码分析

备注:JDK版本为1.8+,因为JDK9版本中和旧版本有细微差别。

String类源码注释

/**
 * The {@code String} class represents character strings. All
 * string literals in Java programs, such as {@code "abc"}, are
 * implemented as instances of this class.
 * 这个String类代表字符串。java编程中的所有字符串常量。
 * 比如说:"abc"就是这个String类的实例
 * <p>
 * Strings are constant; their values cannot be changed after they
 * are created. 
 * 字符串是常量,他们一旦被创建后,他们的值是不能被修改。(重点)
 * String buffers support mutable strings.
 * String缓存池支持可变的字符串,
 * Because String objects are immutable they can be shared. For example:
 * 因为String字符串不可变,但他们可以被共享。比如:
 * <blockquote><pre>
 *     String str = "abc";
 * </pre></blockquote><p>
 * is equivalent to:
 * <blockquote><pre>
 *     char data[] = {'a', 'b', 'c'};
 *     String str = new String(data);
 * </pre></blockquote><p>
 * Here are some more examples of how strings can be used:
 * String使用案例
 *     System.out.println("abc");
 *     String cde = "cde";
 *     System.out.println("abc" + cde);
 *     String c = "abc".substring(2,3);
 *     String d = cde.substring(1, 2);
 * <p>
 * The class {@code String} includes methods for examining
 * individual characters of the sequence, for comparing strings, for
 * searching strings, for extracting substrings, and for creating a
 * copy of a string with all characters translated to uppercase or to
 * lowercase. Case mapping is based on the Unicode Standard version
 * specified by the {@link java.lang.Character Character} class.
 * 这个String类包含了一些测评单个字符序列的方法,比如字符串比较,查找字符串,
 * 提取字符串,和拷贝一个字符串的大小写副本。
 * 大小写映射的是基于Character类支持的Unicode的字符集标准版本。
 * <p>
 * The Java language provides special support for the string
 * concatenation operator (&nbsp;+&nbsp;), and for conversion of
 * other objects to strings. 
 * java语言提供了对字符串的特殊支持,如:可以通过"+"号来进行字符串的拼接操作,
 * 为其他类提供了与字符串转换的操作
 * String concatenation is implemented
 * through the {@code StringBuilder}(or {@code StringBuffer})
 * class and its {@code append} method.
 * 字符串的+号拼接操作是通过StringBuilder或者StringBuffer类的append()方法
 * 来实现的
 * String conversions are implemented through the method
 * {@code toString}, defined by {@code Object} and
 * inherited by all classes in Java. 
 * 对象与字符串的转换操作是通过所有类的父类Object中定义的toString()方法来实现的
 * For additional information on
 * string concatenation and conversion, see Gosling, Joy, and Steele,
 * <i>The Java Language Specification</i>.
 *
 * <p> Unless otherwise noted, passing a <tt>null</tt> argument to a constructor
 * or method in this class will cause a {@link NullPointerException} to be
 * thrown.
 * 除非有特殊说明,否则传一个null给String的构造方法或者put方法,会报空指针异常的
 * <p>A {@code String} represents a string in the UTF-16 format
 * in which <em>supplementary characters</em> are represented by <em>surrogate
 * pairs</em> (see the section <a href="Character.html#unicode">Unicode
 * Character Representations</a> in the {@code Character} class for
 * more information).
 * 一个String 对象代表了一个UTF-16编码语法组成的字符串
 * Index values refer to {@code char} code units, so a supplementary
 * character uses two positions in a {@code String}.
 * <p>The {@code String} class provides methods for dealing with
 * Unicode code points (i.e., characters), in addition to those for
 * dealing with Unicode code units (i.e., {@code char} values).
 * 索引值指向字符码单元,所以一个字符在一个字符串中使用两个位置,
 * String 类提供了一些方法区处理单个Unicode编码,除了那些处理Unicode代码单元。
 * @since   JDK1.0
 */

以上便是String类注释的整个片段,后面剩下的就是作者、相关类、相关方法以及从JDK哪个版本开始有的。

String类定义

public final class String
    implements java.io.SerializableComparable<String>, CharSequence 
{
 ....   
 }

类图


String类被final修饰,表示String不可以被继承。下面我们来说说String实现三个接口有什么用处:

  • 实现Serializable,可以被序列化
  • 实现Comparable,可以用于比较大小(按顺序比较单个字符的ASCII码)
  • 实现CharSequence,表示是一个有序字符的序列,(因为String的本质是一个char类型数组)

简单介绍final

修饰类:类不可被继承,也就是说,String类不可被继承了

修饰方法:把方法锁定,以访任何继承类修改它的涵义

修饰遍历:初始化后不可更改

重要成员

 /** The value is used for character storage. */
// 来用存储String内容的
private final char value[];
// 存储字符串哈希值,默认值为0
private int hash; // Default to 0
// 实现序列化的标识
private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L;

char value[]被final修饰,说明value[]数组是不可变的。

构造方法

/**
 * Initializes a newly created {@code String} object so that it represents
 * an empty character sequence.  Note that use of this constructor is
 * unnecessary since Strings are immutable.
 * 初始化新创建的String对象,时期表示空字符串序列。
 * 注意:这个构造方法的用法是没必要的,因为字符串是不可变的
 */

public String() {
        this.value = "".value;
}

无参构造方法中是将一个空字符串的value值赋给当前value。

 /**
  * Initializes a newly created {@code String} object so that it represents
  * the same sequence of characters as the argument; in other words, the
  * newly created string is a copy of the argument string. Unless an
  * explicit copy of {@code original} is needed, use of this constructor is
  * unnecessary since Strings are immutable.
  * 初始化创建的String对象,时期表示与参数相同的字符串序列。
  * 换句话说:新创建的字符串是参数自粗糙的副本。
  * 除非,如果需要original的显示副本,否则也是没有必要使用此构造方法的
  * 因为字符串是不可变的
  * @param  original
  *         A {@code String}
  */

 public String(String original) {
     this.value = original.value;
     this.hash = original.hash;
 }
//案例:  String str=new String("abc");  

把original的value赋给当前的value,并把original的hash赋给当前的hash。

/**
 * Allocates a new {@code String} so that it represents the sequence of
 * characters currently contained in the character array argument. The
 * contents of the character array are copied; subsequent modification of
 * the character array does not affect the newly created string.
 * 分配一个新的{@code String},以便它表示字符数组参数中当前包含的字符。这个
 * 复制字符数组的内容;随后修改字符数组不影响新创建的字符串。
 * @param  value
 *         The initial value of the string
 */

public String(char value[]) {
    //注:将传过来的char数组copy到value数组里
    this.value = Arrays.copyOf(value, value.length);
}
//Arrays类中的copyOf方法
public static char[] copyOf(char[] original, int newLength) {
    //创建一个新的char数组
    char[] copy = new char[newLength];
    //把original数组中内容拷贝到新建的char数组中
    System.arraycopy(original, 0, copy, 0, Math.min(original.length, newLength));
    //返回新建的char数组
    return copy;
}

使用Arrays类的copyOf方法,新建一个char数组,将original的内容放到新建的char数组中。

然后,把新建的char数组赋给当前的vlaue。

public String(StringBuffer buffer) {
   synchronized(buffer) {
            this.value = Arrays.copyOf(buffer.getValue(), buffer.length());
   }
}

因为StringBuffer是线程安全类,所以,这里加了同步锁,保证线程安全。

public String(StringBuilder builder) {
        this.value = Arrays.copyOf(builder.getValue(), builder.length());
}

StringBuilder是非线程安全的,这里也就没有做线程安全处理,其他内容和前面一样。

注:很多时候我们不会这么去构造,因为StringBuilder跟StringBuffer有toString方法如果不考虑线程安全,优先选择StringBuilder

这里就讲这么多构造方法,其他很复杂,也基本不用,所以,了解这些就够了。如果对其他感兴趣的,可以自行去研究研究。

常用方法分析

前面的使用案例中,我们已经对String的大部分方法进行演示一波,这里我们就挑几个相对重要的方法进行深度解析。

hashCode方法

hashCode()方法是在Object类中定义的,String对其进行了重写。

public int hashCode() {
        int h = hash;
        if (h == 0 && value.length > 0) {
            char val[] = value;
            //hash算法,s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + ... + s[n-1]
            //使用{@codeint}算法,其中{@codes[i]}是<i> i</i>字符串的第个字符,
            //{@code n}是字符串,{@code^}表示指数运算。
            for (int i = 0; i < value.length; i++) {
                h = 31 * h + val[i];
            }
            hash = h;
        }
        return h;
}

hashCode的一个具体实现,由于java体系中每个对象都可以转换成String,因此他们应该都是通过这个hash来实现的

接着,我们看看equals()方法;

equals()方法

equals()方法也是Object类中定义的,String类对其进行了重写。

public boolean equals(Object anObject) {
    //首先会判断是否是同一个对象
     if (this == anObject) {
         return true;
     }
    //判断是否为String类型
     if (anObject instanceof String) {
         String anotherString = (String)anObject;
         int n = value.length;
         //长度是否相同
         if (n == anotherString.value.length) {
             char v1[] = value;
             char v2[] = anotherString.value;
             int i = 0;
             //逐个遍历判断是否相等
             //从后往前单个字符判断,如果有不相等,返回假
             while (n-- != 0) {
                 //不相等,直接返回false
                 if (v1[i] != v2[i])
                     return false;
                 i++;
             }
             return true;
         }
     }
     return false;
}

补充:==比较

==比较基本数据类型,比较的是值
==比较引用数据类型,比较的是地址值

substring()方法

substring方法在工作使用的也是相当的多,作用就是截取一段字符串。

public String substring(int beginIndex) {
    if (beginIndex < 0) {
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);
    }
    int subLen = value.length - beginIndex;
    if (subLen < 0) {
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(subLen);
    }
    //如果beginIndex==0,返回的是当前对象,
    //否则这里是new的一个新对象,其实String中的很多函数都是这样的操作
    return (beginIndex == 0) ? this : new String(value, beginIndex, subLen);
}

intern()方法

intern()方法是native修饰的方法,表示该方法为本地方法。

/*
 * When the intern method is invoked, if the pool already contains a
 * string equal to this {@code String} object as determined by
 * the {@link #equals(Object)} method, then the string from the pool is
 * returned. Otherwise, this {@code String} object is added to the
 * pool and a reference to this {@code String} object is returned.
 */

public native String intern();

方法注释会有写到,意思就是调用方法时,如果常量池有当前String的值,就返回这个值,没有就加进去,返回这个值的引用。

案例如下

public class StringDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String str1 = "a";
        String str2 = "b";
        String str3 = "ab";
        String str4 = str1 + str2;
        String str5 = new String("ab");

        System.out.println(str5 == str3);//堆内存比较字符串池
        //intern如果常量池有当前String的值,就返回这个值,没有就加进去,返回这个值的引用
        System.out.println(str5.intern() == str3);//引用的是同一个字符串池里的
        System.out.println(str5.intern() == str4);//变量相加给一个新值,所以str4引用的是个新的
        System.out.println(str4 == str3);//变量相加给一个新值,所以str4引用的是个新的

    }
}

运行结果

false
true
false
false

length()方法

获取字符串长度,实际上是获取字符数组长度 ,源码就非常简单了,没什么好说的。

public int length() {
    return value.length;
}

isEmpty() 方法

判断字符串是否为空,实际上是盼复字符数组长度是否为0 ,源码也是非常简单,没什么好说的。

public boolean isEmpty() {
    return value.length == 0;
}

charAt(int index) 方法

根据索引参数获取字符 。

public char charAt(int index) {
    //索引小于0或者索引大于字符数组长度,则抛出越界异常
    if ((index < 0) || (index >= value.length)) {
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);
    }
    //返回字符数组指定位置字符
    return value[index];
}

getBytes()方法

获取字符串的字节数组,按照系统默认字符编码将字符串解码为字节数组 。

public byte[] getBytes() {
    return StringCoding.encode(value, 0, value.length);
}

compareTo()方法

这个方法写的很巧妙,先从0开始判断字符大小。如果两个对象能比较字符的地方比较完了还相等,就直接返回自身长度减被比较对象长度,如果两个字符串长度相等,则返回的是0,巧妙地判断了三种情况。

public int compareTo(String anotherString) {
    //自身对象字符串长度len1
    int len1 = value.length;
    //被比较对象字符串长度len2
    int len2 = anotherString.value.length;
    //取两个字符串长度的最小值lim
    int lim = Math.min(len1, len2);
    char v1[] = value;
    char v2[] = anotherString.value;
 
    int k = 0;
    //从value的第一个字符开始到最小长度lim处为止,如果字符不相等,
    //返回自身(对象不相等处字符-被比较对象不相等字符)
    while (k < lim) {
        char c1 = v1[k];
        char c2 = v2[k];
        if (c1 != c2) {
            return c1 - c2;
        }
        k++;
    }
    //如果前面都相等,则返回(自身长度-被比较对象长度)
    return len1 - len2;
}

startsWith()方法

public boolean startsWith(String prefix, int toffset) {
    char ta[] = value;
    int to = toffset;
    char pa[] = prefix.value;
    int po = 0;
    int pc = prefix.value.length;
    // Note: toffset might be near -1>>>1.
    //如果起始地址小于0或者(起始地址+所比较对象长度)大于自身对象长度,返回假
    if ((toffset < 0) || (toffset > value.length - pc)) {
        return false;
    }
    //从所比较对象的末尾开始比较
    while (--pc >= 0) {
        if (ta[to++] != pa[po++]) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}
 
public boolean startsWith(String prefix) {
    return startsWith(prefix, 0);
}
 
public boolean endsWith(String suffix) {
    return startsWith(suffix, value.length - suffix.value.length);
}

起始比较和末尾比较都是比较经常用得到的方法,例如:在判断一个字符串是不是http协议的,或者初步判断一个文件是不是mp3文件,都可以采用这个方法进行比较。

concat()方法

public String concat(String str) {
    int otherLen = str.length();
    //如果被添加的字符串为空,返回对象本身
    if (otherLen == 0) {
        return this;
    }
    int len = value.length;
    char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen);
    str.getChars(buf, len);
    return new String(buf, true);
}

concat方法也是经常用的方法之一,它先判断被添加字符串是否为空来决定要不要创建新的对象。

replace()方法

public String replace(char oldChar, char newChar) {
    //新旧值先对比
    if (oldChar != newChar) {
        int len = value.length;
        int i = -1;
        char[] val = value; 
 
        //找到旧值最开始出现的位置
        while (++i < len) {
            if (val[i] == oldChar) {
                break;
            }
        }
        //从那个位置开始,直到末尾,用新值代替出现的旧值
        if (i < len) {
            char buf[] = new char[len];
            for (int j = 0; j < i; j++) {
                buf[j] = val[j];
            }
            while (i < len) {
                char c = val[i];
                buf[i] = (c == oldChar) ? newChar : c;
                i++;
            }
            return new String(buf, true);
        }
    }
    return this;
}

这个方法也有讨巧的地方,例如最开始先找出旧值出现的位置,这样节省了一部分对比的时间。replace(String oldStr,String newStr)方法通过正则表达式来判断。

trim()方法

public String trim() {
    int len = value.length;
    int st = 0;
    char[] val = value;    /* avoid getfield opcode */
 
    //找到字符串前段没有空格的位置
    while ((st < len) && (val[st] <= ' ')) {
        st++;
    }
    //找到字符串末尾没有空格的位置
    while ((st < len) && (val[len - 1] <= ' ')) {
        len--;
    }
    //如果前后都没有出现空格,返回字符串本身
    return ((st > 0) || (len < value.length)) ? substring(st, len) : this;
}

trim方法就是将字符串中的空白字符串删掉。

valueOf()方法

public static String valueOf(boolean b) {
   //如果b为true就返回"true"否则返回"false"
   return b ? "true" : "false";
}
public static String valueOf(char c) {
    //创建data[]数组 并把c添加进去
    char data[] = {c};        
     //创建一个新的String对象并进行返回
    return new String(data, true); 
}
public static String valueOf(int i) {
    //调用Integer对象的toString()方法并进行返回
    return Integer.toString(i);  
}
//Integer类中的toString(i)方法
public static String toString(int i) {
    //是否为Integer最小数,是直接返回
    if (i == Integer.MIN_VALUE)
       return "-2147483648";
    //这个i有多少位
    int size = (i < 0) ? stringSize(-i) + 1 : stringSize(i);
    //创建一个char数组
    char[] buf = new char[size];
    //把i内容方法char数组中区
    getChars(i, size, buf);
    //返回一个String对象
    return new String(buf, true);
}

split() 方法

public String[] split(String regex) {
    return split(regex, 0);
}
//使用到了正则表达式
public String[] split(String regex, int limit) {
      //....
    //源码有点多了,反正就是里面使用到了正则表达式,进行切分
    }

split() 方法用于把一个字符串分割成字符串数组,返回一个字符串数组返回的数组中的字串不包括 regex自身。可选的“limit”是一个整数,第一个方法中默认是0,允许各位指定要返回的最大数组的元素个数。

常见方法源码分析就这么多了,下面我们再回顾到使用场景中来,尤其是面试中。

String在面试中常见问题

如何比较字符串相同?

在java中比较对象是否相同,通常有两种方法:

  • ==
  • equals方法

注意==用于基本数据类型的比较和用于引用类型的比较的区别。

==比较基本数据类型,比较的是值

==比较引用数据类型,比较的是地址值

另外,Stringequals方法进行了重写,所以比较字符串咱们还是要使用equals方法来比较。主要是Stringequals方法里包含了==的判断(请看前面源码分析部分)。

案例

public class StringDemo {
   public static void main(String[] args) {
     String st1 = "abc";
     String st2 = "abc";
     System.out.println(st1 == st2);
     System.out.println(st1.equals(st2)); 
   }
}

输出

true
true

String str=new String("abc");这行代码创建了几个对象?

看下面这段代码:

String str1 = "abc";  // 在常量池中
String str2 = new String("abc"); // 在堆上

关于这段代码,创建了几个对象,网上答案有多重,1个,2个还有3个的。下面我们就来聊聊到底是几个?

首先,我们需要明确的是;不管是str1还是str2,他们都是String类型的变量,不是对象,平时,可能我们会叫str2对象,那只是为了便于理解,本质上来说str2、str1都不是对象。

其次,String str="abc";的时候,字符串“abc”会被存储在字符串常量池中,只有1份,此时的赋值操作等于是创建0个或1个对象。如果常量池中已经存在了“abc”,那么不会再创建对象,直接将引用赋值给str1;如果常量池中没有“abc”,那么创建一个对象,并将引用赋值给str1。

那么,通过new String("abc");的形式又是如何呢?

答案是1个或2个。

当JVM遇到上述代码时,会先检索常量池中是否存在“abc”,如果不存在“abc”这个字符串,则会先在常量池中创建这个一个字符串。然后再执行new操作,会在堆内存中创建一个存储“abc”的String对象,对象的引用赋值给str2。此过程创建了2个对象。

当然,如果检索常量池时发现已经存在了对应的字符串,那么只会在堆内创建一个新的String对象,此过程只创建了1个对象。

最后,如果单独问String str=new String("abc");创建了几个对象,切记:常量池中是否存在"abc",存在,创建一个对象;不存在创建两个对象。

String 和 StringBuilder、StringBuffer 的区别

线程安全性

String 中的对象是不可变的,也就可以理解为常量,线程安全。AbstractStringBuilder 是 StringBuilder 与 StringBuffer 的公共父类,定义了一些字符串的基本操作,如 expandCapacity、append、insert、indexOf 等公共方法。StringBuffer 对方法加了同步锁或者对调用的方法加了同步锁,所以是线程安全的。StringBuilder 并没有对方法进行加同步锁,所以是非线程安全的。

性能

每次对 String 类型进行改变的时候,都会生成一个新的 String 对象,然后将 指针指向新的 String 对象。StringBuffer 每次都会对 StringBuffer 对象本身进行操作,而不是生成新的对象并改变对象引用。相同情况下使用 StringBuilder 相比使用 StringBuffer 仅能获得 10%~15% 左右的性能提升,但却要冒多线程不安全的风险。

对于三者使用的总结:

  • 操作少量的数据 ,推荐使用String
  • 单线程操作字符串缓冲区下操作大量数据,推荐使用 StringBuilder
  • 多线程操作字符串缓冲区下操作大量数据 ,推荐使用 StringBuffer

String 和 JVM有什么关系?

String 常见的创建方式有两种,new String() 的方式和直接赋值的方式,直接赋值的方式会先去字符串常量池中查找是否已经有此值,如果有则把引用地址直接指向此值,否则会先在常量池中创建,然后再把引用指向此值;而 new String() 的方式一定会先在堆上创建一个字符串对象,然后再去常量池中查询此字符串的值是否已经存在,如果不存在会先在常量池中创建此字符串,然后把引用的值指向此字符串。

JVM中的常量池


字面量—文本字符串,也就是我们举例中的 public String s = " abc "; 中的 "abc"。

用 final 修饰的成员变量,包括静态变量、实例变量和局部变量。

请看下面这段代码:

String s1 = new String("Java");
String s2 = s1.intern();
String s3 = "Java";
System.out.println(s1 == s2); // false
System.out.println(s2 == s3); // true

它们在 JVM 存储的位置,如下图所示:


注意:JDK 1.7 之后把永生代换成的元空间,把字符串常量池从方法区移到了 Java 堆上。

除此之外编译器还会对 String 字符串做一些优化,例如以下代码:

String s1 = "Ja" + "va";
String s2 = "Java";
System.out.println(s1 == s2);

虽然 s1 拼接了多个字符串,但对比的结果却是 true,我们使用反编译工具,看到的结果如下:

Compiled from "StringExample.java"
public class com.lagou.interview.StringExample {
  public com.lagou.interview.StringExample();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return
    LineNumberTable:
      line 3: 0
  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: ldc           #2                  // String Java
       2: astore_1
       3: ldc           #2                  // String Java
       5: astore_2
       6: getstatic     #3                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       9: aload_1
      10: aload_2
      11: if_acmpne     18
      14: iconst_1
      15: goto          19
      18: iconst_0
      19: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.println:(Z)V
      22: return
    LineNumberTable:
      line 5: 0
      line 6: 3
      line 7: 6
      line 8: 22
}

从编译代码 #2 可以看出,代码 "Ja"+"va" 被直接编译成了 "Java" ,因此 s1==s2 的结果才是 true,这就是编译器对字符串优化的结果。

如何判断两个字符串中含有几个相同字符

  • 将字符串转化成数组
  • HashMap 方法
  • 字符串直接进行比较
  • 正则表达式
  • HashSet 方法

String有没有长度限制?是多少?为什么?

下面先看看length方法源码:

private final char value[];
public int length() {
        return value.length;
}

length()方法返回的是int类型,那可以得知String类型的长度肯定不能超过Integer.MAX_VALUE的。

答:首先字符串的内容是由一个字符数组 char[] 来存储的,由于数组的长度及索引是整数,且String类中返回字符串长度的方法length() 的返回值也是int ,所以通过查看java源码中的类Integer我们可以看到Integer的最大范围是2^31 -1,由于数组是从0开始的,所以**数组的最大长度可以使【0~2^31】**通过计算是大概4GB。

但是通过翻阅java虚拟机手册对class文件格式的定义以及常量池中对String类型的结构体定义我们可以知道对于索引定义了u2,就是无符号占2个字节,2个字节可以表示的最大范围是2^16 -1 = 65535

但是由于JVM需要1个字节表示结束指令,所以这个范围就为65534了。超出这个范围在编译时期是会报错的,但是运行时拼接或者赋值的话范围是在整形的最大范围。

字符串对象能否用在switch表达式中?

JDK7开始的话,我们就可以在switch条件表达式中使用字符串了,也就是说7之前的版本是不可以的。

switch (str.toLowerCase()) {
      case "tian":
           value = 1;
           break;
      case "jiang":
           value = 2;
           break;
}

说说String中intern方法

JDK7之前的版本,调用这个方法的时候,会去常量池中查看是否已经存在这个常量了,如果已经存在,那么直接返回这个常量在常量池中的地址值,如果不存在,则在常量池中创建一个,并返回其地址值。

但是在JDK7以及之后的版本中,常量池从perm区搬到了heap区。intern检测到这个常量在常量池中不存在的时候,不会直接在常量池中创建该对象了,而是将堆中的这个对象的引用直接存到常量池中,减少内存开销。

下面的案例

public class InternTest {
  
  public static void main(String[] args) {
    String str1 = new String("hello") + new String("world");
    str1.intern();
    String str2 = "helloworld";
    System.out.println(str1 == str2);//true
    System.out.println(str1.intern() == str2);//true
  }
}

好了,关于Stirng类的分享就到此,欢迎找我探讨更多技术问题。

另外一篇关于String类的文章:美团面试题:String s = new String("111")会创建几个对象?

参考

http://prren.cn/vWv68 、http://prren.cn/7ICgG、http://dsblb.cn/ku78V、王磊《 Java 源码剖析 34 讲》

 

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