java基礎(五) String性質深入解析
本文將講解String的幾個性質。
一、String的不可變性
對於初學者來說，很容易誤認為String對象是可以改變的，特別是+鏈接時，對象似乎真的改變了。然而，String對象一經創建就不可以修改。接下來，我們一步步 分析String是怎麽維護其不可改變的性質；
1. 手段一：final類 和 final的私有成員
我們先看一下String的部分源碼：
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 /** use serialVersionUID from JDK 1.0.2 for interoperability */ private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L; }
??我們可以發現 String是一個final類，且3個成員都是私有的，這就意味著String是不能被繼承的，這就防止出現：程序員通過繼承重寫String類的方法的手段來使得String類是“可變的”的情況。
??從源碼發現，每個String對象維護著一個char數組 —— 私有成員value。數組value 是String的底層數組，用於存儲字符串的內容，而且是 private final ，但是數組是引用類型，所以只能限制引用不改變而已，也就是說數組元素的值是可以改變的，而且String 有一個可以傳入數組的構造方法，那麽我們可不可以通過修改外部char數組元素的方式來“修改”String 的內容呢？
我們來做一個實驗，如下：
public static void main(String[] args) {
char[] arr = new char[]{‘a‘,‘b‘,‘c‘,‘d‘};
String str = new String(arr);
arr[3]=‘e‘;
System.out.println("str= "+str);
System.out.println("arr[]= "+Arrays.toString(arr));
}運行結果
str= abcd
arr[]= [a, b, c, e]
??結果與我們所想不一樣。字符串str使用數組arr來構造一個對象，當數組arr修改其元素值後，字符串str並沒有跟著改變。那就看一下這個構造方法是怎麽處理的：
public String(char value[]) {
this.value = Arrays.copyOf(value, value.length);
}??原來 String在使用外部char數組構造對象時，是重新復制了一份外部char數組，從而不會讓外部char數組的改變影響到String對象。
2. 手段二：改變即創建對象的方法
??從上面的分析我們知道，我們是無法從外部修改String對象的，那麽可不可能使用String提供的方法，因為有不少方法看起來是可以改變String對象的，如replace()、replaceAll()、substring()等。我們以substring()為例，看一下源碼：
public String substring(int beginIndex, int endIndex) {
//........
return ((beginIndex == 0) && (endIndex == value.length)) ? this
: new String(value, beginIndex, subLen);
}從源碼可以看出，如果不是切割整個字符串的話，就會新建一個對象。也就是說，只要與原字符串不相等，就會新建一個String對象。
擴展
基本類型的包裝類跟String很相似的，都是final類，都是不可改變的對象，以及維護著一個存儲內容的private final成員。如 Integer類：
public final class Integer extends Number implements Comparable<Integer> {
private final int value;
}二、String的+操作 與 字符串常量池
我們先來看一個例子：
public class MyTest {
public static void main(String[] args) {
String s = "Love You";
String s2 = "Love"+" You";
String s3 = s2 + "";
String s4 = new String("Love You");
System.out.println("s == s2 "+(s==s2));
System.out.println("s == s3 "+(s==s3));
System.out.println("s == s4 "+(s==s4));
}
}運行結果：
s == s2 ?true
s == s3 ?false
s == s4 ?false
??是不是對運行結果感覺很不解。別急，我們來慢慢理清楚。首先，我們要知道編譯器有個優點：在編譯期間會盡可能地優化代碼，所以能由編譯器完成的計算，就不會等到運行時計算，如常量表達式的計算就是在編譯期間完成的。所以，s2 的結果其實在編譯期間就已經計算出來了，與 s 的值是一樣，所以兩者相等，即都屬於字面常量，在類加載時創建並維護在字符串常量池中。但 s3 的表達式中含有變量 s2 ,只能是運行時才能執行計算，也就是說，在運行時才計算結果，在堆中創建對象，自然與 s 不相等。而 s4 使用new直接在堆中創建對象，更不可能相等。
??那在運行期間，是如何完成String的+號鏈接操作的呢，要知道String對象可是不可改變的對象。我們使用jad命令 jad MyTest.class 反編譯上面例子的calss文件回java代碼，來看看究竟是怎麽實現的：
public class MyTest
{
public MyTest()
{
}
public static void main(String args[])
{
String s = "Love You";
String s2 = "Love You";//已經得到計算結果
String s3 = (new StringBuilder(String.valueOf(s2))).toString();
String s4 = new String("Love You");
System.out.println((new StringBuilder("s == s2 ")).append(s == s2).toString());
System.out.println((new StringBuilder("s == s3 ")).append(s == s3).toString());
System.out.println((new StringBuilder("s == s4 ")).append(s == s4).toString());
}
}??可以看出，編譯器將 + 號處理成了StringBuilder.append()方法。也就是說，在運行期間，鏈接字符串的計算都是通過 創建StringBuilder對象，調用append()方法來完成的，而且是每一個鏈接字符串的表達式都要創建一個 StringBuilder對象。因此對於循環中反復執行字符串鏈接時，應該考慮直接使用StringBuilder來代替 + 鏈接，避免重復創建StringBuilder的性能開銷。
字符串常量池
常量池可以參考我上一篇文章，此處不會深入，只講解與String相關的部分。
??字符串常量池的內容大部分來源於編譯得到的字符串字面常量。在運行期間同樣也會增加，
String intern()：
返回字符串對象的規範化表示形式。
一個初始為空的字符串池，它由類 String 私有地維護。
當調用 intern 方法時，如果池已經包含一個等於此 String 對象的字符串（用 equals(Object) 方法確定），則返回池中的字符串。否則，將此 String 對象添加到池中，並返回此 String 對象的引用。
它遵循以下規則：對於任意兩個字符串 s 和 t，當且僅當 s.equals(t) 為 true 時，s.intern() == t.intern() 才為 true。
另外一點值得註意的是，雖然String.intern()的返回值永遠等於字符串常量。但這並不代表在系統的每時每刻，相同的字符串的intern()返回都會是一樣的（雖然在95%以上的情況下，都是相同的）。因為存在這麽一種可能：在一次intern()調用之後，該字符串在某一個時刻被回收，之後，再進行一次intern()調用，那麽字面量相同的字符串重新被加入常量池，但是引用位置已經不同。
三、String 的hashcode()方法
??String也是遵守equals的標準的，也就是 s.equals(s1)為true，則s.hashCode()==s1.hashCode()也為true。此處並不關註eqauls方法，而是講解 hashCode()方法，String.hashCode()有點意思，而且在面試中也可能被問到。先來看一下代碼：
public int hashCode() {
int h = hash;
if (h == 0 && value.length > 0) {
char val[] = value;
for (int i = 0; i < value.length; i++) {
h = 31 * h + val[i];
}
hash = h;
}
return h;
}##為什麽要選31作為乘數呢？
從網上的資料來看，一般有如下兩個原因：
-
31是一個不大不小的質數，是作為 hashCode 乘子的優選質數之一。另外一些相近的質數，比如37、41、43等等，也都是不錯的選擇。那麽為啥偏偏選中了31呢？請看第二個原因。
- 31可以被 JVM 優化，31 * i = (i << 5) - i。
出處：http://www.cnblogs.com/jinggod/p/8425182.html
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