JDK源碼分析之String、StringBuilder和StringBuffer
前言
本文主要介紹了關(guān)于JDK源碼分析之String、StringBuilder和StringBuffer的相關(guān)內(nèi)容，分享出來(lái)供大家參考學(xué)習(xí)，下面話(huà)不多說(shuō)了，來(lái)一起看看詳細(xì)的介紹吧
String類(lèi)的申明
public final class String
implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {…}
String類(lèi)用了final修飾符，表示它不可以被繼承，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了三個(gè)接口, 實(shí)現(xiàn)Serializable接口表示String類(lèi)可被序列化；實(shí)現(xiàn)Comparable<T> 接口主要是提供一個(gè)compareTo 方法用于比較String字符串；還實(shí)現(xiàn)了CharSequence 接口，這個(gè)接口代表的是char值得一個(gè)可讀序列（CharBuffer, Segment, String, StringBuffer, StringBuilder也都實(shí)現(xiàn)了CharSequence接口）
String主要字段、屬性說(shuō)明
/*字符數(shù)組value，存儲(chǔ)String中實(shí)際字符 */
private final char value[];
/*字符串的哈希值 默認(rèn)值0*/
private int hash;
/*字符串的哈希值 默認(rèn)值0*/
/*一個(gè)比較器，用來(lái)排序String對(duì)象, compareToIgnoreCase方法中有使用 */
public static final Comparator<String> CASE_INSENSITIVE_ORDER
= new CaseInsensitiveComparator();
String 部分方法分析
String類(lèi)提供了系列的構(gòu)造函數(shù)，其中有幾個(gè)都已經(jīng)不推薦使用了，如下圖：
構(gòu)造函數(shù)
以下是兩個(gè)常用的構(gòu)造函數(shù)的實(shí)現(xiàn)：
//String str = new String(“123”)
public String(String original) {
this.value = original.value;
this.hash = original.hash;
}
//String str3 = new String(new char[] {'1','2','3'});
public String(char value[]) {
//將字符數(shù)組值copy至value
this.value = Arrays.copyOf(value, value.length);
}
boolean equals(Object anObject)
String 類(lèi)重寫(xiě)了 equals 方法,將此字符串與指定的對(duì)象比較。當(dāng)且僅當(dāng)該參數(shù)不為 null，并且是與此對(duì)象表示相同字符序列的 String 對(duì)象時(shí)，結(jié)果才為 true。
public boolean equals(Object anObject) {
//直接將對(duì)象引用相比較，相同返回true
if (this == anObject) {
return true;
}
//比較當(dāng)前對(duì)象與anObject的字符序列value
if (anObject instanceof String) {
String anotherString = (String)anObject;
int n = value.length;
if (n == anotherString.value.length) {
char v1[] = value;
char v2[] = anotherString.value;
int i = 0;
while (n-- != 0) {
if (v1[i] != v2[i])
return false;
i++;
}
return true;
}
}
return false;
}
int compareTo(String anotherString)
逐位比較兩個(gè)字符串的字符序列，如果某一位字符不相同，則返回該位的兩個(gè)字符的Unicode 值的差，所有位都相同，則計(jì)算兩個(gè)字符串長(zhǎng)度之差，兩個(gè)字符串相同則返回0
public int compareTo(String anotherString) {
int len1 = value.length;
int len2 = anotherString.value.length;
//取長(zhǎng)度較小的字符串的長(zhǎng)度
int lim = Math.min(len1, len2);
char v1[] = value;
char v2[] = anotherString.value;
int k = 0;
while (k < lim) {
//將兩個(gè)字符串的字符序列value逐個(gè)比較，如果不等，則返回該位置兩個(gè)字符的Unicode 之差
char c1 = v1[k];
char c2 = v2[k];
if (c1 != c2) {
return c1 - c2; //返回Unicode 之差
}
k++;
}
//長(zhǎng)度較小的字符串所有位都比較完，則返回兩個(gè)字符串長(zhǎng)度之差
//如果兩個(gè)字符串相同，那么長(zhǎng)度之差為0，即相同字符串返回0
return len1 - len2;
}
compareToIgnoreCase(String str)方法實(shí)現(xiàn)于此類(lèi)似，比較時(shí)忽略字符的大小寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)方式如下：
public int compare(String s1, String s2) {
int n1 = s1.length();
int n2 = s2.length();
int min = Math.min(n1, n2);
for (int i = 0; i < min; i++) {
char c1 = s1.charAt(i);
char c2 = s2.charAt(i);
if (c1 != c2) {
c1 = Character.toUpperCase(c1);
c2 = Character.toUpperCase(c2);
if (c1 != c2) {
c1 = Character.toLowerCase(c1);
c2 = Character.toLowerCase(c2);
if (c1 != c2) {
// No overflow because of numeric promotion
return c1 - c2;
}
}
}
}
return n1 - n2;
}
native String intern()
當(dāng)調(diào)用 intern 方法時(shí)，如果池已經(jīng)包含一個(gè)等于此 String 對(duì)象的字符串（用 equals(Object) 方法確定），則返回池中的字符串。否則，將此 String 對(duì)象添加到池中，并返回此 String 對(duì)象的引用。
所有字面值字符串和字符串賦值常量表達(dá)式都使用 intern 方法進(jìn)行操作，例如：String str1 = "123";
String內(nèi)存位置：常量池OR堆
String對(duì)象可以直接通過(guò)字面量創(chuàng)建，也可以通過(guò)構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建，有什么區(qū)別呢？
1．通過(guò)字面量或者字面量字符串通過(guò)”+”拼接的方式創(chuàng)建的String對(duì)象存儲(chǔ)在常量池中，實(shí)際創(chuàng)建時(shí)如果常量池中存在，則直接返回引用，如果不存在則創(chuàng)建該字符串對(duì)象
2．使用構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建字符串對(duì)象，則直接在堆中創(chuàng)建一個(gè)String對(duì)象
3．調(diào)用intern方法，返回則會(huì)將該對(duì)象放入常量池（不存在則放入常量池，存在則返回引用）
下面舉例說(shuō)明String對(duì)象內(nèi)存分配情況：
String str1 = new String("123");
String str2 = "123";
String str3 = "123";
String str4 = str1.intern();
System.out.println(str1==str2); // false str1在堆中創(chuàng)建對(duì)象，str2在常量池中創(chuàng)建對(duì)象
System.out.println(str2==str3); // true str2在常量池中創(chuàng)建對(duì)象,str3直接返回的str2創(chuàng)建的對(duì)象的引用 所以str2和str3指向常量池中同一個(gè)對(duì)象
System.out.println(str4==str3); // true str4返回常量池中值為"123"的對(duì)象，因此str4和str2、str3都相等
關(guān)于字符串拼接示例：
public class StringTest {
public static final String X = "ABC"; // 常量X
@Test
public void Test() {
String str5 = new String("ABC");
String str6 = str5+"DEF"; //堆中創(chuàng)建
String str7 = "ABC"+"DEF"; //常量池
String str8 = X+"DEF"; //X為常量,值是固定的,因此X+"DEF"值已經(jīng)定下來(lái)為ABCDEF，實(shí)際上編譯后得代碼相當(dāng)于String str8 = "ABCDEF"
String str9 = "ABC";
String str10 = str9+"DEF"; //堆中
System.out.println(str6==str7); //false
System.out.println(str8==str7); //true
System.out.println(str10==str7); //false
System.out.println(X==str9); //true
} }
反編譯后的代碼看一下便一目了然:
內(nèi)存分配如下：
String、StringBuffer、StringBuilder
由于String類(lèi)型內(nèi)部維護(hù)的用于存儲(chǔ)字符串的屬性value[]字符數(shù)組是用final來(lái)修飾的：
/** The value is used for character storage. */ private final char value[];
表明在賦值后可以再修改，因此我們認(rèn)為String對(duì)象一經(jīng)創(chuàng)建后不可變，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中如果碰到頻繁的拼接字符串操作，如果使用String提供的contact或者直接使用”+”拼接字符串會(huì)頻繁的生成新的字符串，這樣使用顯得低效。Java提供了另外兩個(gè)類(lèi)：StringBuffer和StringBuilder，用于解決這個(gè)問(wèn)題：
看一下下面的代碼：
String str1="123"; String str2="456"; String str3="789"; String str4 = "123" + "456" + "789"; //常量相加，編譯器自動(dòng)識(shí)別 String str4=“123456789” String str5 = str1 + str2 + str3; //字符串變量拼接，推薦使用StringBuilder StringBuilder sb = new StringBuilder(); sb.append(str1); sb.append(str2); sb.append(str3);
下面是StringBuilder類(lèi)的實(shí)現(xiàn)，只截取了分析的部分代碼：
public final class StringBuilder
extends AbstractStringBuilder
implements java.io.Serializable, CharSequence
{
//拼接字符串
@Override
public StringBuilder append(String str) {
//調(diào)用父類(lèi)AbstractStringBuilder.append super.append(str); return this; } }
abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {
/**
* 存儲(chǔ)字符串的字符數(shù)組，非final類(lèi)型，區(qū)別于String類(lèi)
*/
char[] value;
/**
* The count is the number of characters used.
*/
int count;
public AbstractStringBuilder append(String str) {
if (str == null)
return appendNull();
int len = str.length();
//檢查是否需要擴(kuò)容
ensureCapacityInternal(count + len);
//字符串str拷貝至value
str.getChars(0, len, value, count);
count += len;
return this;
}
private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {
// overflow-conscious code
// minimumCapacity=count+str.length
//拼接上str后的容量 如果 大于value容量，則擴(kuò)容
if (minimumCapacity - value.length > 0) {
//擴(kuò)容，并將當(dāng)前value值拷貝至擴(kuò)容后的字符數(shù)組，返回新數(shù)組引用
value = Arrays.copyOf(value,
newCapacity(minimumCapacity));
}
}
//StringBuilder擴(kuò)容
private int newCapacity(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
// 計(jì)算擴(kuò)容容量
// 默認(rèn)擴(kuò)容后的數(shù)組長(zhǎng)度是按原數(shù)（value[]）組長(zhǎng)度的2倍再加上2的規(guī)則來(lái)擴(kuò)展,為什么加2？
int newCapacity = (value.length << 1) + 2;
if (newCapacity - minCapacity < 0) {
newCapacity = minCapacity;
}
return (newCapacity <= 0 || MAX_ARRAY_SIZE - newCapacity < 0)
? hugeCapacity(minCapacity)
: newCapacity;
}
}
StringBuffer和StringBuilder用一樣，內(nèi)部維護(hù)的value[]字符數(shù)組都是可變的，區(qū)別只是StringBuffer是線(xiàn)程安全的，它對(duì)所有方法都做了同步，StringBuilder是線(xiàn)程非安全的，因此在多線(xiàn)程操作共享字符串變量的情況下字符串拼接處理首選用StringBuffer, 否則可以使用StringBuilder，畢竟線(xiàn)程同步也會(huì)帶來(lái)一定的消耗。
總結(jié)
以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，如果有疑問(wèn)大家可以留言交流，謝謝大家對(duì)腳本之家的支持。
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