浅谈java中的String

news/2024/5/2 0:38:36/文章来源:https://blog.csdn.net/qq_56044032/article/details/127693566

Java中的String类型不属于八大基本数据类型，而是一个引用数据类型，所以在定义一个String对象的时候如果不直接赋值给这个对象，它的默认值就是null。我们要怎么理解String类型的不可变，在JDK源码中String这个类的value方法被final关键字修饰，导致String里的值不可以被修改。

在这里插入图片描述

也就是说双引号括起来的String对象，从出生到死亡，都无法发生变化。
对于任意一个String对象，都由value[]和hash组成，例如：String str = “hello”;
在这里插入图片描述

当我们直接使用双引号括起来的字符串初始化String对象时，该字符串会被存储在“方法区”的“字符串常量池”当中。而上图中的hash值就是用于查找字符串在常量池中的位置。

字符串常量池主要用于存储字符串常量，本质是一个哈希表(StringTable)。从JDK1.8开始，这个哈希表就存放在了堆中

为什么会将字符串放在常量区？
因为字符串在实际的开发中使用太频繁。为了执行效率，所以把字符串放到了方法区的字符串常量池当中。

从这里开始，将从内存的角度分析问题

例1：

在这里插入图片描述
这里输出false的原因大家应该都知道，因为str1和str2的引用指向不，那底层是如何实现的呢？
通过内存图可以清晰明了看起问题本质：

在这里插入图片描述

String str1 = “hello”，首先会创建一个字符数组，用来存放"hello"，然后再开辟一块空间(假如为ptr1)，指向这个数组，最后会在栈上用一个引用去指向ptr1。

String str2 = new String(“hello”)，首先会查看StringTable是否存在"hello"，这里已经存在，会开辟一块空间(假如为ptr2)，将ptr1中的内容拷贝到ptr2中，那么ptr2就指向了"hello"数组，最后在栈上用一个引用去指向ptr2

JDK源码：
在这里插入图片描述

JDK源码的大致含义：当我们用一个字符串去实例化一个String对象时，会将这个字符串通过hash函数得到一个hash值，然后在StringTable中找，如果存在就不需要重新再创建，如果不存在就需要创建这个字符串

例2：

public class Test6 {public static void main(String[] args) {String str1 = "hello";String str2 = "hello";System.out.println(str1 == str2);}
}

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
因为hello在SringTable中已经存在，所以在栈上引用str2直接指向了0x3344。而例1中str2是new出来的，所以需要在堆上开辟空间，然后这块空间再指向0x3344

例3：

public class Test6 {public static void main(String[] args) {String str1 = "hello";String str2 = "he" + "llo";System.out.println(str1 == str2);}
}

在这里插入图片描述
这里的结果依然是true
因为“he”和“llo”都是常量，代码在编译的时候就已经确定了最终结果是常量字符串“hello”

如果“he”或者“llo”有一个是变量，最终结果为false，例如：
在这里插入图片描述

例4：

public class Test6 {public static void main(String[] args) {String str1 = "11";String str2 = new String("1") + new String("1");System.out.println(str1 == str2);}
}

在这里插入图片描述

还是画图分析：

在这里插入图片描述

当new string(“1”)时，产生的匿名对象，也会将"1"放入到字符串常量池中，当两个"1"相加，就会形成一个StringBuilder对象，里面存放"11"，当这个StringBuilder对象要转换成String对象时，需要调用to_string()方法，这个方法并不会判断"11"是否在字符串常量池中，而是直接创建新的字符串。也就是说to_string并不会入池，所以最终的结果为false

例5：

public class Test6 {public static void main(String[] args) {String str2 = new String("1") + new String("1");String str1 = "11";System.out.println(str1 == str2);}
}

在这里插入图片描述

这里的结果也为false，跟例4的原因是一样的。这里就不画图了。

但是只要对这个代码稍作修改，结果就为true

在这里插入图片描述

intern()这个方法叫做手动入池(将String放在字符串常量池中)

本来str2(“11”)是没有入池，但是调用了intern()方法后，“11"就被放进了常量池中。当定义str1时，发现常量池中有"11”，就不需要再创建字符串"11"，直接赋值，就和例2一样，最终str1和str2引用的是同一块空间，所以为true

注意：使用intern()方法时，如果常量池中没有才会入池，有的话就不会入池

equals()方法进行比较String

在这里插入图片描述

以上是equals的源码，是按照逐一比较字符的方式。

如果String没有重新equals方法的话，默认是比较地址
在这里插入图片描述

任何一个引用去调用方法，都要预防空指针异常，equals方法也不例外，例如：
在这里插入图片描述

除此之外，下面两种字符串引用有着本质的区别

String str1 = null;
String str2 = "";

str1这个引用，不指向任何对象
str2这个引用，指向的字符串是空的

可以使用length方法验证一下：
在这里插入图片描述

String作为参数，在使用之前也需要进行判断：

public static void func(String str) {//正确写法if (str == null || str.length() == 0) {return;}//错误写法if(str.length() == 0 || str == null) {return;}
}

第二种写法，先判断str的长度可能会存在空指针异常

尽量少用String去拼接字符串

public class Test7 {public static void main(String[] args) {String str = "abcde";for(int i = 0; i < 10; ++i) {str += i;}System.out.println(str);}
}

这段代码，大家可能认为平平无奇，就是一个单纯的字符串拼接。但是每一次拼接都会产生临时对象，可以看一下java的汇编代码：

在这里插入图片描述
从汇编代码可以看出，每一次的for循环，都会创建一个StringBuilder对象，最后再调用String方法。这样是非常浪费内存和时间的，虽说循环10次影响比较小，但是循环10w次呢？那开销就很大了，所以，由于String是不可变的，所以应当少用String去拼接字符串。

StringBuffer和StringBuilder

首先来回顾下String类的特点：
任何的字符串常量都是String对象，而且String的常量一旦声明不可改变，如果改变对象内容，改变的是其引用的指向而已。
通常来讲String的操作比较简单，但是由于String的不可更改特性，为了方便字符串的修改，提供StringBuffer和StringBuilder类。
StringBuffer 和 StringBuilder 大部分功能是相同的，主要介绍 StringBuffer

public class Test8 {public static void main(String[] args) {StringBuilder sb = new StringBuilder();sb.append("fff");System.out.println(sb);sb.append("lll");System.out.println(sb);}
}