一. String類簡(jiǎn)介

1. 介紹

字符串廣泛應(yīng)用 在 Java 編程中，在 Java 中字符串屬于對(duì)象，Java 提供了 String 類來創(chuàng)建和操作字符串。

Java的String類在lang包里，java.lang.String是java字符串類，包含了字符串的值和實(shí)現(xiàn)字符串相關(guān)操作的一些方法；java.lang包里面的類都不需要手動(dòng)導(dǎo)入，是由程序自動(dòng)導(dǎo)入。

String表示字符串類型，屬于引用數(shù)據(jù)類型， 內(nèi)部并不存儲(chǔ)字符串本身 ；Java 程序中的所有字符串字面值（如 “abc” ）都作為此類的實(shí)例實(shí)現(xiàn)。

在String類的實(shí)現(xiàn)源碼中，String類實(shí)例變量如下：

public static void main(String[] args) {
        // s1和s2引用的是不同對(duì)象 s1和s3引用的是同一對(duì)象
        String s1 = new String("hello");
        String s2 = new String("world");
        String s3 = s1;
        System.out.println(s1.length()); 
        // 獲取字符串長(zhǎng)度---輸出5
        System.out.println(s1.isEmpty()); 
        // 如果字符串長(zhǎng)度為0，返回true，否則返回false
}

字符串存儲(chǔ)在字符串常量池中，后文中給出具體的理解與分析。

2. 字符串構(gòu)造

String類提供的構(gòu)造方式非常多，常用的就以下三種：

public static void main(String[] args) {
        // 使用常量串構(gòu)造
        String s1 = "hello bit";
        System.out.println(s1);
    
        // 直接newString對(duì)象
        String s2 = new String("hello bit");
        System.out.println(s1);
    
        // 使用字符數(shù)組進(jìn)行構(gòu)造
        char[] array = {'h','e','l','l','o','b','i','t'};
        String s3 = new String(array);
        System.out.println(s1);
    }

二. 字符串常量池(StringTable)

1. 思考？

通過下面的代碼，分析和思考字符串對(duì)象的創(chuàng)建和字符串常量池。

public static void main(String[] args) {
        String s1 = "hello";
        String s2 = "hello";
        String s3 = new String("hello");
        String s4 = new String("hello");
        System.out.println(s1 == s2); // true
        System.out.println(s1 == s3); // false
        System.out.println(s3 == s4); // false
    }

執(zhí)行及調(diào)試結(jié)果：

思考為什么執(zhí)行結(jié)果中，創(chuàng)建的字符串的地址是一樣的，使用new String的時(shí)候比較兩個(gè)對(duì)象的地址卻不一樣，直接使用字符串常量(“ ”)進(jìn)行賦值的兩個(gè)對(duì)象比較是相同的；

為什么s1和s2引用的是同一個(gè)對(duì)象，而s3和s4不是呢？

2. 介紹和分析

在Java程序中，類似于：1， 2， 3，3.14，“hello”等字面類型的常量經(jīng)常頻繁使用，為了使程序的運(yùn)行速度更快、 更節(jié)省內(nèi)存，Java為8種基本數(shù)據(jù)類型和String類都提供了常量池。

為了節(jié)省存儲(chǔ)空間以及程序的運(yùn)行效率，Java中引入了：

• Class文件常量池：每個(gè).Java源文件編譯后生成.Class文件中會(huì)保存當(dāng)前類中的字面常量以及符號(hào)信息
• 運(yùn)行時(shí)常量池：在.Class文件被加載時(shí)，.Class文件中的常量池被加載到內(nèi)存中稱為運(yùn)行時(shí)常量池，運(yùn)行時(shí)常量池每個(gè)類都有一份
• 字符串常量池(StringTable) ：字符串常量池在JVM中是StringTable類，實(shí)際是一個(gè)固定大小的HashTable(一種高效用來進(jìn)行查找的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))，不同JDK版本下字符串常量池的位置以及默認(rèn)大小是不同的：

對(duì)1中的代碼進(jìn)行分析:

直接使用字符串常量進(jìn)行賦值

public static void main(String[] args) {
        String s1 = "hello";
        String s2 = "hello";
        System.out.println(s1 == s2); // true
}

當(dāng)字節(jié)碼文件加載時(shí)，字符常量串“hello”已經(jīng)創(chuàng)建好了，并保存在字符串常量池中，

當(dāng)直接使用常量串賦值的時(shí)候（ String s1 = “hello”;）會(huì)優(yōu)先從字符串常量池找，找到了就將該字符串引用賦值給要賦值的對(duì)象（s1和s2）;

所以s1和s2內(nèi)放的都是字符串常量池中“hello”字符串所創(chuàng)建對(duì)象的引用，是相同的。

通過new創(chuàng)建String類對(duì)象

使用new來創(chuàng)建String對(duì)象，每次new都會(huì)新創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，每個(gè)對(duì)象的地址都是唯一的，所以s3和s4的引用是不相同的。

使用常量串創(chuàng)建String類型對(duì)象的效率更高，而且更節(jié)省空間。用戶也可以將創(chuàng)建的 字符串對(duì)象通過 intern 方式添加進(jìn)字符串常量池中。

3. intern方法

intern 是一個(gè)native方法(Native方法指：底層使用C++實(shí)現(xiàn)的，看不到其實(shí)現(xiàn)的源代碼);

該方法的作用是手動(dòng)將創(chuàng)建的String對(duì)象添加到常量池中。

public static void main(String[] args) {
        char[] ch = new char[]{'a', 'b', 'c'};
        String s1 = new String(ch); // s1對(duì)象并不在常量池中
        //s1.intern(); 
        //intern調(diào)用之后，會(huì)將s1對(duì)象的引用放入到常量池中
        String s2 = "abc"; // "abc" 在常量池中存在了，s2創(chuàng)建時(shí)直接用常量池中"abc"的引用
        System.out.println(s1 == s2);

}

// 輸出false
// 將上述方法打開之后，就會(huì)輸出true

三. 面試題：String類中兩種對(duì)象實(shí)例化的區(qū)別

JDK1.8中

• String str = “hello”；只會(huì)開辟一塊堆內(nèi)存空間，保存在字符串常量池中，然后str共享常量池中的
• String對(duì)象String str = new String(“hello”)；會(huì)開辟兩塊堆內(nèi)存空間，字符串"hello"保存在字符串常量池中，然后用常量池中的String對(duì)象給新開辟的String對(duì)象賦值。
• String str = new String(new char[]{‘h’, ‘e’, ‘l’, ‘l’, ‘o’})先在堆上創(chuàng)建一個(gè)String對(duì)象，然后利用copyof將重新開辟數(shù)組空間，將參數(shù)字符串?dāng)?shù)組中內(nèi)容拷貝到String對(duì)象中

四. 字符串的不可變性

String是一種不可變對(duì)象. 字符串中的內(nèi)容是不可改變。字符串不可被修改，是因?yàn)椋?/p>

String類在設(shè)計(jì)時(shí)就是不可改變的，String類實(shí)現(xiàn)描述中已經(jīng)說明了

String類中的字符實(shí)際保存在內(nèi)部維護(hù)的value字符數(shù)組中，該圖還可以看出：

• String類被final修飾，表明該類不能被繼承
• value被修飾被final修飾，表明value自身的值不能改變，即不能引用其它字符數(shù)組，但是其引用空間中的內(nèi)容可以修改。
• 字符串真正不能被修改的原因是，存儲(chǔ)字符串的value是被private修飾的，只能在String類中使用，但String中并沒有提供訪問value的公開方法

網(wǎng)上有些人說：字符串不可變是因?yàn)槠鋬?nèi)部保存字符的數(shù)組被final修飾了，因此不能改變；這種說法是錯(cuò)誤的，不是因?yàn)镾tring類自身，或者其內(nèi)部value被final修飾而不能被修改； final修飾類表明該類不想被繼承，final修飾引用類型表明該引用變量不能引用其他對(duì)象，但是其引用對(duì)象中的內(nèi) 容是可以修改的。

所有涉及到可能修改字符串內(nèi)容的操作都是創(chuàng)建一個(gè)新對(duì)象，改變的是新對(duì)象

比如 replace 方法：

注意：

盡量避免直接對(duì)String類型對(duì)象進(jìn)行修改，因?yàn)镾tring類是不能修改的，所有的修改都會(huì)創(chuàng)建新對(duì)象，效率非常低下。

public static void main(String[] args) {
        String str = "";
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            str += i;
        }
        System.out.println(str);
}

執(zhí)行結(jié)果：

這種方式不推薦使用，因?yàn)槠湫史浅５?，中間創(chuàng)建了好多臨時(shí)對(duì)象。

下圖是上面代碼的匯編，可以看到每一次循環(huán)都需要重新創(chuàng)建一個(gè)StringBuuilder對(duì)象，效率非常低。

• 創(chuàng)建一個(gè)StringBuild的對(duì)象，假設(shè)為temp
• 將str對(duì)象append(追加)temp之后
• 將"world"字符串a(chǎn)ppend(追加)在temp之后
• .temp調(diào)用其toString方法構(gòu)造一個(gè)新的String對(duì)象

將新String對(duì)象的引用賦直給str

將上述匯編過程轉(zhuǎn)化為類似代碼如下：

public static void main(String[] args) {
        String str = "";
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
            stringBuilder.append(str);
            stringBuilder.append(i);
            str = stringBuilder.toString();
        }
        System.out.println(str);
}

這里可以將上述代碼優(yōu)化一下進(jìn)行對(duì)比，只創(chuàng)建一次StringBuilder即可：

public static void main8(String[] args) {
        String str = "";
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        stringBuilder.append(str);
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            stringBuilder.append(i);
        }
        System.out.println(stringBuilder);
}

通過下面的代碼對(duì)比String和StringBuildder、StringBuffer效率上的差異：

ublic static void main(String[] args) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        String s = "";
        for(int i = 0; i < 10000; ++i){
            s += i;
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end - start);
    
        start = System.currentTimeMillis();
        StringBuffer sbf = new StringBuffer("");
        for(int i = 0; i < 10000; ++i){
            sbf.append(i);
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end - start);
    
        start = System.currentTimeMillis();
        StringBuilder sbd = new StringBuilder();
        for(int i = 0; i < 10000; ++i){
            sbd.append(i);
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end - start);
}

執(zhí)行結(jié)果：

可以看出在對(duì)String類進(jìn)行修改時(shí)，效率是非常慢的，因此：盡量避免對(duì)String的直接需要，如果要修改建議盡量 使用StringBuffer或者StringBuilder。

到此這篇關(guān)于Java String類的理解及字符串常量池介紹的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java String類內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

最新評(píng)論