Java中的String介绍
一、概述
String是代表字符串的类,本身是一个最终类,使用final修饰,不能被继承。
二、String字符串的特征
1. 字符串在内存中是以字符数组的形式来存储的。
示例如下,可以从String的底层源码中看到。
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 /** use serialVersionUID from JDK 1.0.2 for interoperability */
private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L; /**
* Class String is special cased within the Serialization Stream Protocol.
*
* A String instance is written into an ObjectOutputStream according to
* <a href="{@docRoot}/../platform/serialization/spec/output.html">
* Object Serialization Specification, Section 6.2, "Stream Elements"</a>
*/
private static final ObjectStreamField[] serialPersistentFields =
new ObjectStreamField[]; /**
* 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.
*/
public String() {
this.value = "".value;
}
...
}
2.因为字符串是常量,所以本身是存储在方法区的常量池中。只要字符串的实际值一样,那么用的就是同一个字符串-->字符串是一个常量,字符串是被共享的。直接使用字符串赋值时,在常量池中创建一个字符串对象,然后将栈中的引用指向常量池中的对象。
例如:
String str = "abc";
//重新创建一个地址,使str指向该地址,栈内存直接指向方法区
str = "def";
//在方法区中查找,如果存在,再次指向原地址
str = "abc";
//在方法区中查找,如果存在,新对象也指向原地址
String str2 = "abc";
//栈内存指向堆内存,堆内存指向方法区
String str3 = new String("abc");
System.out.println(str == str2); //true
System.out.println(str == str3);
其中,str和str2的地址就是相同的。
当使用new关键字创建String对象时,先在常量池中创建一个字符串常量对象,然后再在堆中new一个字符串对象,将该对象的地址指向常量区;然后在栈中创建一个引用,指向堆中的对象。
String str3 = new String("abc");
相当于在内存中创建了两个对象。其内存结构图如下所示
3. 如果需要拼接多个字符串,建议使用StringBuilder。因为使用StringBuilder拼接一次只产生一个新的对象,而使用+要产生3个对象。 具体示例如下;
String[] arr = new String[100];
String result = ""; //1个对象:共301个
for(int i = 0; i < 100000; i++) {
//result = new StringBuilder(result).append(str).toString();
result += arr[i]; //没拼接一次,产生3个对象
} //共:102个对象
//产生一个对象
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for(int i = 0; i < 100000000; i++) {
//每拼接一次,创建一个对象;一共产生了100个对象
sb.append("a");
} result = sb.toString(); //1个对象
4. String类中,提供了一系列的字符串操作方法,但是都不改变原来字符串,都是产生一个新的字符串。
例如查看获取子串函数的源码
public String substring(int beginIndex, int endIndex) {
if (beginIndex < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);
}
if (endIndex > value.length) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex);
}
int subLen = endIndex - beginIndex;
if (subLen < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(subLen);
}
return ((beginIndex == 0) && (endIndex == value.length)) ? this
: new String(value, beginIndex, subLen);
}
5. String字符串“+”在编译时和运行时的区别
预编译是指编译器会在编译时检测是否存在字符串字面量,如果有字面量相加的情况,会提前将字面量字符串进行合并并存储到常量池中。
/**
* 继续-编译期无法确定
*/
public void test5(){
String str1="abc";
String str2="def";
String str3 = "abc" +"def"
String str4 = str1 + str2;
System.out.println("===========test============");
System.out.println(str4 == str3 ); //false
}
返回结果分析:因为str4指向堆中的"abcdef"对象,而"abcdef"是字符串池中的对象,所以结果为false。JVM对String str="abc"对象放在常量池中是在编译时做的,而String str4= str1+str2是在运行时刻才能知道的。new对象也是在运行时才做的。而这段代码总共创建了6个对象,字符串池中两个、堆中三个。+运算符会在堆中建立起来两个String对象,这两个对象的值分别是通过StringBuilder创建"abc"和通过append方法创建"abcdef",最后通过toString方法再建立对象str4,然后将"abcdef"的堆地址赋给str4,而堆中的“abcdef”地址指向常量池中的地址。
步骤:
1) 栈中开辟一块空间存放引用str1,str1指向池中String常量"abc"。
2) 栈中开辟一块空间存放引用str2,str2指向池中String常量"def"。
3) 栈中开辟一块空间存放引用str3,str3指向常量池中String常量“abcdef”。
4) str1 + str2通过StringBuilder的最后一步toString()方法还原一个新的String对象"abcdef",因此堆中开辟一块空间存放此对象。
5) 引用str4指向堆中(str1 + str2)所还原的新String对象。
6) str4指向的对象在堆中,而常量str3对应的"abcdef"在池中,输出为false。
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