怎么理解Java的String及包裝類

本篇內(nèi)容主要講解“怎么理解Java的String及包裝類”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學(xué)習(xí)“怎么理解Java的String及包裝類”吧!

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String的連接

@Test
public void contact () {
    //1連接方式
    String s1 = "a";
    String s2 = "a";
    String s3 = "a" + s2;
    String s4 = "a" + "a";
    String s5 = s1 + s2;
    //表達式只有常量時，編譯期完成計算
    //表達式有變量時，運行期才計算，所以地址不一樣
    System.out.println(s3 == s4); //f
    System.out.println(s3 == s5); //f
    System.out.println(s4 == "aa"); //t
}

String類型的intern

public void intern () {
    //2：string的intern使用
    //s1是基本類型，比較值。s2是string實例，比較實例地址
    //字符串類型用equals方法比較時只會比較值
    String s1 = "a";
    String s2 = new String("a");
    //調(diào)用intern時,如果s2中的字符不在常量池，則加入常量池并返回常量的引用
    String s3 = s2.intern();
    System.out.println(s1 == s2);
    System.out.println(s1 == s3);
}

String類型的equals

//字符串的equals方法
//    public boolean equals(Object anObject) {
//            if (this == anObject) {
//                return true;
//            }
//            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;
//        }

StringBuffer和Stringbuilder

底層是繼承父類的可變字符數(shù)組value

/**
 * The value is used for character storage.
 */
char[] value;
初始化容量為16
/**
 * Constructs a string builder with no characters in it and an
 * initial capacity of 16 characters.
 */
public StringBuilder() {
    super(16);
}
這兩個類的append方法都是來自父類AbstractStringBuilder的方法
public AbstractStringBuilder append(String str) {
    if (str == null)
        return appendNull();
    int len = str.length();
    ensureCapacityInternal(count + len);
    str.getChars(0, len, value, count);
    count += len;
    return this;
}
@Override
public StringBuilder append(String str) {
    super.append(str);
    return this;
}
@Override
public synchronized StringBuffer append(String str) {
    toStringCache = null;
    super.append(str);
    return this;
}

append

Stringbuffer在大部分涉及字符串修改的操作上加了synchronized關(guān)鍵字來保證線程安全，效率較低。
String類型在使用 + 運算符例如
String a = "a"
a = a + a;時，實際上先把a封裝成stringbuilder，調(diào)用append方法后再用tostring返回，所以當(dāng)大量使用字符串加法時，會大量地生成stringbuilder實例，這是十分浪費的，這種時候應(yīng)該用stringbuilder來代替string。

擴容

#注意在append方法中調(diào)用到了一個函數(shù)
ensureCapacityInternal(count + len);
該方法是計算append之后的空間是否足夠，不足的話需要進行擴容
public void ensureCapacity(int minimumCapacity) {
    if (minimumCapacity > 0)
        ensureCapacityInternal(minimumCapacity);
}
private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {
    // overflow-conscious code
    if (minimumCapacity - value.length > 0) {
        value = Arrays.copyOf(value,
                newCapacity(minimumCapacity));
    }
}
如果新字符串長度大于value數(shù)組長度則進行擴容
擴容后的長度一般為原來的兩倍 + 2；
假如擴容后的長度超過了jvm支持的最大數(shù)組長度MAX_ARRAY_SIZE。
考慮兩種情況
如果新的字符串長度超過int最大值，則拋出異常，否則直接使用數(shù)組最大長度作為新數(shù)組的長度。
private int hugeCapacity(int minCapacity) {
    if (Integer.MAX_VALUE - minCapacity < 0) { // overflow
        throw new OutOfMemoryError();
    }
    return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE)
        ? minCapacity : MAX_ARRAY_SIZE;
}

刪除

這兩個類型的刪除操作：
都是調(diào)用父類的delete方法進行刪除
public AbstractStringBuilder delete(int start, int end) {
    if (start < 0)
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(start);
    if (end > count)
        end = count;
    if (start > end)
        throw new StringIndexOutOfBoundsException();
    int len = end - start;
    if (len > 0) {
        System.arraycopy(value, start+len, value, start, count-end);
        count -= len;
    }
    return this;
}
事實上是將剩余的字符重新拷貝到字符數(shù)組value。

這里用到了system.arraycopy來拷貝數(shù)組，速度是比較快的

system.arraycopy方法

轉(zhuǎn)自知乎：
在主流高性能的JVM上（HotSpot VM系、IBM J9 VM系、JRockit系等等），可以認(rèn)為System.arraycopy()在拷貝數(shù)組時是可靠高效的——如果發(fā)現(xiàn)不夠高效的情況，請報告performance bug，肯定很快就會得到改進。
java.lang.System.arraycopy()方法在Java代碼里聲明為一個native方法。所以最na?ve的實現(xiàn)方式就是通過JNI調(diào)用JVM里的native代碼來實現(xiàn)。

String的不可變性

關(guān)于String的不可變性，這里轉(zhuǎn)一個不錯的回答

什么是不可變？

String不可變很簡單，如下圖，給一個已有字符串"abcd"第二次賦值成"abcedl"，不是在原內(nèi)存地址上修改數(shù)據(jù)，而是重新指向一個新對象，新地址。

怎么理解Java的String及包裝類cdn.xitu.io/2019/4/6/169f1fe50dacd299?w=720&h=233&f=jpeg&s=13305">

String為什么不可變？

翻開JDK源碼，java.lang.String類起手前三行，是這樣寫的：

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {   
  /** String本質(zhì)是個char數(shù)組. 而且用final關(guān)鍵字修飾.*/     
private final char value[];  ...  ...
 }

首先String類是用final關(guān)鍵字修飾，這說明String不可繼承。再看下面，String類的主力成員字段value是個char[]數(shù)組，而且是用final修飾的。

final修飾的字段創(chuàng)建以后就不可改變。 有的人以為故事就這樣完了，其實沒有。因為雖然value是不可變，也只是value這個引用地址不可變。擋不住Array數(shù)組是可變的事實。

Array的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)看下圖。

怎么理解Java的String及包裝類

也就是說Array變量只是stack上的一個引用，數(shù)組的本體結(jié)構(gòu)在heap堆。

String類里的value用final修飾，只是說stack里的這個叫value的引用地址不可變。沒有說堆里array本身數(shù)據(jù)不可變?？聪旅孢@個例子，

final int[] value={1,2,3} ；
int[] another={4,5,6};
 value=another;    //編譯器報錯，final不可變 value用final修飾，編譯器不允許我把value指向堆區(qū)另一個地址。
但如果我直接對數(shù)組元素動手，分分鐘搞定。
 final int[] value={1,2,3};
 value[2]=100;  //這時候數(shù)組里已經(jīng)是{1,2,100}   所以String是不可變，關(guān)鍵是因為SUN公司的工程師。
 在后面所有String的方法里很小心的沒有去動Array里的元素，沒有暴露內(nèi)部成員字段。
private final char value[]這一句里，private的私有訪問權(quán)限的作用都比final大。而且設(shè)計師還很小心地把整個String設(shè)成final禁止繼承，避免被其他人繼承后破壞。所以String是不可變的關(guān)鍵都在底層的實現(xiàn)，而不是一個final?？简灥氖枪こ處煒?gòu)造數(shù)據(jù)類型，封裝數(shù)據(jù)的功力。

不可變有什么好處？

這個最簡單地原因，就是為了安全?？聪旅孢@個場景（有評論反應(yīng)例子不夠清楚，現(xiàn)在完整地寫出來），一個函數(shù)appendStr( )在不可變的String參數(shù)后面加上一段“bbb”后返回。appendSb( )負(fù)責(zé)在可變的StringBuilder后面加“bbb”。

總結(jié)以下String的不可變性。

1 首先final修飾的類只保證不能被繼承，并且該類的對象在堆內(nèi)存中的地址不會被改變。

2 但是持有String對象的引用本身是可以改變的，比如他可以指向其他的對象。

3 final修飾的char數(shù)組保證了char數(shù)組的引用不可變。但是可以通過char[0] = 'a'來修改值。不過String內(nèi)部并不提供方法來完成這一操作，所以String的不可變也是基于代碼封裝和訪問控制的。

舉個例子

final class Fi {
    int a;
    final int b = 0;
    Integer s;
}
final char[]a = {'a'};
final int[]b = {1};
@Test
public void final修飾類() {
    //引用沒有被final修飾，所以是可變的。
    //final只修飾了Fi類型，即Fi實例化的對象在堆中內(nèi)存地址是不可變的。
    //雖然內(nèi)存地址不可變，但是可以對內(nèi)部的數(shù)據(jù)做改變。
    Fi f = new Fi();
    f.a = 1;
    System.out.println(f);
    f.a = 2;
    System.out.println(f);
    //改變實例中的值并不改變內(nèi)存地址。
    Fi ff = f;
    //讓引用指向新的Fi對象，原來的f對象由新的引用ff持有。
    //引用的指向改變也不會改變原來對象的地址
    f = new Fi();
    System.out.println(f);
    System.out.println(ff);
}
這里的對f.a的修改可以理解為char[0] = 'a'這樣的操作。只改變數(shù)據(jù)值，不改變內(nèi)存值。

到此，相信大家對“怎么理解Java的String及包裝類”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進入相關(guān)頻道進行查詢，關(guān)注我們，繼續(xù)學(xué)習(xí)！

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