String对象为什么不可变
转载:https://www.cnblogs.com/leskang/p/6110631.html
一、什么是不可变对象?
As we all know, 在Java中, String类对象是不可变的。那么到底什么是不可变的对象呢? 可以这样认为:如果一个对象,在它创建完成之后,不能再改变它的状态,那么这个对象就是不可变的。不能改变状态的意思是,不能改变对象内的成员变量,包括基本数据类型的值不能改变,引用类型的变量不能指向其他的对象(final修饰),引用类型指向的对象的状态也不能改变。
二、区分对象和对象的引用
对于Java初学者, 对于String是不可变对象总是存有疑惑。看下面代码:
String s = "ABCabc";
System.out.println("s = " + s);
s = "123456";
System.out.println("s = " + s);
打印结果为: s = ABCabc
tips:Java和C++的一个不同点是, 在Java中不可能直接操作对象本身,所有的对象都由一个引用指向,必须通过这个引用才能访问对象本身,包括获取成员变量的值,改变对象的成员变量,调用对象的方法等。而在C++中存在引用,对象和指针三个东西,这三个东西都可以访问对象。其实,Java中的引用和C++中的指针在概念上是相似的,他们都是存放的对象在内存中的地址值,只是在Java中,引用丧失了部分灵活性,比如Java中的引用不能像C++中的指针那样进行加减运算。
三、为什么String对象是不可变的?
要理解String的不可变性,首先看一下String类中都有哪些成员变量。 在JDK1.6中,String的成员变量有以下几个:
public final class String
implements java.io.Serializable, Comparable<string>, CharSequence{
/** The value is used for character storage. */
private final char value[]; /** The offset is the first index of the storage that is used. */
private final int offset; /** The count is the number of characters in the String. */
private final int count; /** Cache the hash code for the string */
private int hash; // Default to 0</string>
public final class String
implements java.io.Serializable, Comparable<string>, CharSequence {
/** The value is used for character storage. */
private final char value[]; /** Cache the hash code for the string */
private int hash; // Default to 0</string>
由以上的代码可以看出, 在Java中String类其实就是对字符数组的封装。JDK6中, value是String封装的数组,offset是String在这个value数组中的起始位置,count是String所占的字符的个数。在JDK7中,只有一个value变量,也就是value中的所有字符都是属于String这个对象的。这个改变不影响本文的讨论。 除此之外还有一个hash成员变量,是该String对象的哈希值的缓存,这个成员变量也和本文的讨论无关。在Java中,数组也是对象(可以参考我之前的文章java中数组的特性)。 所以value也只是一个引用,它指向一个真正的数组对象。其实执行了String s = “ABCabc”; 这句代码之后,真正的内存布局应该是这样的:
那么在String中,明明存在一些方法,调用他们可以得到改变后的值。这些方法包括substring, replace, replaceAll, toLowerCase等。例如如下代码:
String a = "ABCabc";
System.out.println("a = " + a);
a = a.replace('A', 'a');
System.out.println("a = " + a);
打印结果为: a = ABCabc
a = aBCabc
那么a的值看似改变了,其实也是同样的误区。再次说明, a只是一个引用, 不是真正的字符串对象,在调用a.replace('A', 'a')时, 方法内部创建了一个新的String对象,并把这个新的对象重新赋给了引用a。String中replace方法的源码可以说明问题
String ss = "123456";
System.out.println("ss = " + ss);
ss.replace('1', '0');
System.out.println("ss = " + ss);
打印结果: ss = 123456
四、String对象真的不可变吗?
从上文可知String的成员变量value是private final 的,也就是初始化之后不可改变。那么在这几个成员中, value比较特殊,因为他是一个引用变量,而不是真正的对象。value是final修饰的,也就是说final不能再指向其他数组对象,那么我能改变value指向的数组吗? 比如将数组中的某个位置上的字符变为下划线“_”。 至少在我们自己写的普通代码中不能够做到,因为我们根本不能够访问到这个value引用(private修饰),更不能通过这个引用去修改数组。 那么用什么方式可以访问私有成员呢? 没错,用反射, 可以反射出String对象中的value属性, 进而改变通过获得的value引用改变数组的结构。下面是实例代码:
public static void testReflection() throws Exception { //创建字符串"Hello World", 并赋给引用s
String s = "Hello World"; System.out.println("s = " + s); //Hello World //获取String类中的value字段
Field valueFieldOfString = String.class.getDeclaredField("value"); //改变value属性的访问权限
valueFieldOfString.setAccessible(true); //获取s对象上的value属性的值
char[] value = (char[]) valueFieldOfString.get(s); //改变value所引用的数组中的第5个字符
value[5] = '_'; System.out.println("s = " + s); //Hello_World
}
打印结果为: s = Hello World
s = Hello_World
在这个过程中,s始终引用的同一个String对象,但是再反射前后,这个String对象发生了变化, 也就是说,通过反射是可以修改所谓的“不可变”对象的。但是一般我们不这么做。这个反射的实例还可以说明一个问题:如果一个对象,他组合的其他对象的状态是不可以改变的,可是这个对象很可能不是不可变对象。例如一个Car对象,它组合了一个Wheel对象,虽然这个Wheel对象声明成了private final 的,但是这个Wheel对象内部的状态可以改变, 那么就不能很好的保证Car对象不可变。
最新文章
- Linux堆内存管理深入分析(下)
- 怎么使用CDR中排列对象功能
- 体验Visual Studio 2015 Windows Forms应用程序开发与维护
- HDU-1754I Hate It 线段树区间最值
- 批量ping主机脚本
- 管理Activity
- 显示创建一个表的SQL语句
- IE兼容性问题解决方案4--form表单在IE下重复提交
- [置顶] How to compile openjdk 7 in RHEL5
- 光学基础知识:白光、颜色混合、RGB、色彩空间
- BestCoder Round #89
- Android 开发者,如何提升自己的职场竞争力?
- Linux c使用gumbo库解析页面表单信息(三)
- Intellij IDEA注册激活破解
- 编写装饰器实现python请求错误重试功能
- 20145317彭垚《网络对抗》Exp2 后门原理与实践
- IOS方形头像如何变成圆形
- SimpleDateFormat转换时间,12,24时间格式
- java编写的2048程序
- git提交代码到码云