Chapter13-字元串

基本內容

• 不可變的String

• String中的+操作符

• StringBuilder和StringBuffer

• String在內存中的位置

1 不可變的String

String的對象是不可變的，如下:

在上述代碼中，實際上分別創建了abc和def兩個字元串，str只是由指向abc的引用變為指向def的引用。

我們來看下Java中String類的源代碼

我們可以看到，其實String類在Java內部是以final修飾的字元數組形式存儲的。這也就表明了，String只會初始化一次，並且不可被繼承。

我們通過源代碼再來看下對String進行分割，合併等操作後String是否會發生變化。

可以看出，其實在這些操作後都生成了新的字元串。

2 String中的+操作符

Java中是不允許程序員對操作符重載的，但是Java自身對+操作符進行了重載。

在String的操作中，+操作符表示字元串連接。

我們反編譯上述代碼

我只截取了反編譯後的部分內容。

可以看出在Java的內部實現中，+操作是以StringBuilder的形式實現的。

注意：

• ldc，將int, float或String型常量值從常量池中推送至棧頂，在這裡是查找java字元串推送至棧頂。

• astore_1，將棧頂引用型數值存入第二個本地變數，在這裡就是將java存儲到本地變數。

• new，創建一個對象，並將其引用值壓入棧頂。

• dup，複製棧頂數值並將複製值壓入棧頂。

• invokespecial，調用方法，注意觀察注釋中調用的方法名。

• aload_1，將第二個引用類型本地變數推送至棧頂

其實這個過程就是：

• 在常量池中查找java字元串，並推送至棧頂。

• 將java存儲到第二個本地變數中。

• 創建StringBuilder類型對象，並推送至棧頂。

• 在常量池中查找hello字元串，並推送至棧頂。

• 調用方法初始化StringBuilder

• 調用StringBuilder的append()方法，合併字元串。

• 調用StringBuilder的toString()方法，將StringBuilder轉換為String。

在String使用+連接字元串的時候，創建了很多String對象，這無疑會影響到效率。

3 StringBuilder和StringBuffer

使用StringBuilder/StringBuffer的意義無非就是為了提高操作字元串的效率。

我們先看下源碼中關於這兩個類的聲明。

都是繼承自抽象類AbstractStringBuilder，都熟悉點了Serializable和CharSequence介面。

其實不僅僅是類的聲明，StringBuilder/StringBuffer其實是在功能上是完全相同的，只是StringBuffer中的方法大多被synchronized修飾，因此是線程安全的，而其實不僅僅是類的聲明，StringBuilder不是線程安全的。

我們使用《Thinking in Java》中的例子來探究下StringBuiler是否真的能提升效率。

我們先提供兩個方法

我們反編譯後上述代碼

我們只保留兩個方法中的循環部分。

注意：

• goto，無條件跳轉到指定位置。

• if_icmplt，比較棧頂兩int型數值大小，當結果小於0時跳轉到指定位置。

我們明白了這兩項以後就可以看出，String使用+連接字元串的時候，每次都會創建StringBuilder對象，而這肯定是會影響執行效率的。

最後，我想說一些關於StringBuilder和StringBuffer的實現原理的內容。

我們來看它們的父類AbstractStringBuilder的源代碼（只截取一部分）。

我們可以看到，AbstractStringBuilder內部也是以字元數組實現的。注意count是指實際長度，而capacity指的是容量，注意它們的區別。

以上是擴容的兩個方法，原理很簡單，大家可以自己思考下。還有個trimToSize()方法，是縮減容量的。

至於StringBuilder和StringBuffer所實現的方法，在這裡不多說，大家可以去看API進行學習。

4 String在內存中的位置

之前我在【CoreJava】equals()和==的比較中提到過String的存放位置，但只是稍微講了下關於兩種創建方式存儲位置的不同。

我們使用兩種種方式創建字元串

我們反編譯上面的代碼

可以看出兩種方式都是首先從字元創常量池中尋找abc，但是它們的區別在哪呢？

• 兩種創建方式都是首先在字元串常量池中尋找abc，找不到則創建abc。

• str1是存儲在棧中的地址引用，指向字元串常量池中的abc。

• 創建str2的時候，則首先在堆中創建abc，指向字元串常量池中的abc，再在棧中創建str2，指向堆中的abc。

這就是我們為什麼推薦使用

字元串的內容也基本結束了，《Thinking in Java》中還補充了正則表達式和格式化輸出的一些內容。正則表達式可以作為一整篇文章來講，而且我自己目前也不太熟練，所以就不在這多說了。格式化輸出呢，我用的比較少，平時用的也不多，所以也沒有怎麼研究過。畢竟腦子有限，還是要有一些側重的。

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