对String�cȝ��深刻理解

dodoma — Tue, 28 Mar 2006 05:19:00 GMT

摘选自 Matrix

作者：Matrix成员�Q�jdbc

�q�期到CSDN论坛看看一些网友脓的面试题�Q�其中关于String的问题常常被提及。我一直以��己很清楚�q�个东西了，其实��q��h��Q�发现自己�ƈ不那么清楚，会犯一些错误；同时也��生了一些联惟뀂小�l�一下�?br />
1�?abc"与new String("abc");
    �l�常会问到的面试题：String s = new String("abc");创徏了几个String Object?【如�q�里创徏了多��对�? 和一道小��的面试�?�?br />
    �q�个问题比较��单，涉及的知识点包括�Q?br />
引用变量与对象的区别�Q?
字符串文�?abc"是一个String对象�Q?
文字池[pool of literal strings]和堆[heap]中的字符串对象�?br />    一、引用变量与对象�Q�除了一些早期的Java书籍和现在的垃圾书籍�Q��h们都可以从中比较清楚地学习到两者的区别。A aa;语句声明一个类A的引用变量aa[我常常称之�ؓ句柄]�Q�而对象一般通过new创徏。所以题目中s仅仅是一个引用变量，它不是对象。[ref 句柄、引用与对象]

    二、Java中所有的字符串文字[字符串常量]都是一个String的对象。有人[特别是C�E�序员]在一些场合喜�Ƣ把字符�?当作/看成"字符数组�Q�这也没有办法，因�ؓ字符串与字符数组存在一些内在的联系。事实上�Q�它与字�W�数�l�是两种完全不同的对象�?br />
        System.out.println("Hello".length());
        char[] cc={'H','i'};
        System.out.println(cc.length);

    三、字�W�串对象的创�?�׃��字符串对象的大量使用[它是一个对象，一般而言对象��L��在heap分配内存]�Q�Java中�ؓ了节省内存空间和�q�行旉��[如比较字�W�串�Ӟ��==比equals()快]�Q�在�~�译阶段��把所有的字符串文字放��C��个文字池[pool of literal strings]中，而运行时文字池成为常量池的一部分。文字池的好处，��是该池中所有相同的字符串常量被合�ƈ�Q�只占用一个空间。我们知道，对两个引用变量，使用==判断它们的值[引用]是否相等�Q�即指向同一个对象：

String s1 = "abc" ;
String s2 = "abc" ;
if( s1 == s2 ) 
    System.out.println("s1,s2 refer to the same object");
else     System.out.println("trouble");

�q�里的输出显�C�，两个字符串文字保存�ؓ一个对象。就是说�Q�上面的代码只在pool中创��Z��一个String对象�?br />
现在看String s = new String("abc");语句�Q�这�?abc"本��n��是pool中的一个对象，而在�q�行时执行new String()�Ӟ��pool中的对象复制一份放到heap中，�q�且把heap中的�q�个对象的引用交�l�s持有。ok�Q�这条语句就创徏�?个String对象�?br />

String s1 = new String("abc") ;
String s2 = new String("abc") ;
if( s1 == s2 ){ //不会执行的语句}

    �q�时�?=判断��可知，虽然两个对象�?内容"相同[equals()判断]�Q�但两个引用变量所持有的引用不同，

    BTW�Q�上面的代码创徏了几个String Object? [三个�Q�pool中一个，heap�?个。]
    [Java2 认证考试学习指南 (�W?�?( 英文�?p197-199有图解。]

2、字�W�串�?�q�算和字�W�串转换
    字符串�{换和串接是很基础的内容，因此我以��个问题简直就是送分题。事实上�Q�我自己��q��错了�?br />
String str = new String("jf"); // jf是接�?br />str = 1+2+str+3+4;
一共创��Z��多少String的对象？[我开始的�{�案�Q?个。jf、new�?jf�?jf3�?jf34]

    首先看JLS的有兌��q�ͼ�

    一、字�W�串转换的环境[JLS 5.4 String Conversion]

    字符串�{换环境仅仅指使用双元�?�q�算�W�的情况�Q�其中一个操作数是一个String对象。在�q�一特定情�Ş下，另一操作数�{换成String�Q�表辑ּ�的结果是�q�两个String的串接�?br />
    二、串接运��符[JLS 15.18.1 String Concatenation Operator + ]

    如果一个操作数/表达式是String�c�d��Q�则另一个操作数在运行时转换成一个String对象�Q��ƈ两者串接。此�Ӟ��M��c�d��都可以�{换成String。[�q�里�Q�我漏掉�?3"�?4"]

如果是基本数据类型，则如同首先�{换成其包装类对象�Q�如int x视�ؓ转换成Integer(x)�?
现在��全部统一到引用类型向String的�{换了。这�U��{换如同[as if]调用该对象的无参数toString�Ҏ��。[如果是null则�{换成"null"]。因为toString�Ҏ��在Object中定义，故所有的�c�都有该�Ҏ��Q�而且Boolean, Character, Integer, Long, Float, Double, and String改写了该�Ҏ��?
关于+是串接还是加法，由操作数军_��?+2+str+3+4 ��很�Ҏ��知道�?3jf34"。[BTW :在JLS�?5.18.1.3中�D的一个jocular little example�Q�真的很无趣。]
    下面的例子测试了改写toString�Ҏ��的情�?�?br />

class A{
    int i = 10;
    public static void main(String []args){
        String str = new String("jf");
        str += new A();
        System.out.print(str);
    }

    public String toString(){
        return " a.i ="+i+"\n";
    }
}

三、字�W�串转换的优�?br />
按照上述说法�Q�str = 1+2+str+3+4;语句��g��应该��应该生�?个String对象�Q?br />
1+2 �Q?�Q�then 3↺�nteger(3)�?3" in pool? [假设如此]
"3"+str(in heap) = "3jf"     (in heap)
"3jf" +3 ,first 3↺�nteger(3)�?3" in pool? [则不创徏] then "3jf3"
"3jf3"+4 create "4"  in pool
then "3jf34"

    �q�里我�ƈ不清�?�?转换成字�W�串后是否在池中�Q�所以上�q�结果仍然是猜测�?br />
    ��Z��减少创徏中间�q�渡性的字符串对象，提高反复�q�行串接�q�算时的性能�Q�a Java compiler可以使用StringBuffer或者类似的技术，或者把转换与串接合�q�成一步。例如：对于 a + b + c �Q�Java�~�译器就可以��它视�ؓ[as if]

    new StringBuffer().append(a).append(b).append(c).toString();

    注意�Q�对于基本类型和引用�c�d��Q�在append(a)�q�程中仍然要先将参数转换�Q�从�q�个观点看，str = 1+2+str+3+4;创徏的字�W�串可能�?3"�?4"�?3jf34"[以及一个StringBuffer对象]�?br />
    现在我仍然不知道怎么回答str = 1+2+str+3+4;创徏了多��String的对象，。或许，�q�个问题不需要过于研�IӞ��臛_��SCJP不会考它�?br />
3、这又不同：str = "3"+"jf"+"3"+"4";
    如果是一个完全由字符串文字组成的表达式，则在�~�译�Ӟ��已经被优化而不会在�q�行时创��Z��间字�W�串。测试代码如下：

String str1 ="3jf34";
        String str2 ="3"+"jf"+"3"+"4"; 
        if(str1 == str2) {
            System.out.println("str1 == str2");
        }else {
            System.out.println("think again");
        }
        if(str2.equals(str1))
            System.out.println("yet str2.equals(str1)");

    可见�Q�str1与str2指向同一个对象，�q�个对象在pool中。所有遵循Java Language Spec的编译器都必��d��~�译时对constant expressions �q�行��化。JLS规定�Q�Strings computed by constant expressions (ý15.28) are computed at compile time and then treated as if they were literals.

    对于String str2 ="3"+"jf"+"3"+"4";我们说仅仅创��Z��个对象。注意，“创建多��对象”的讨论是说�q�行时创建多��对象�?br />
    BTW�Q�编译时优化

    String x = "aaa " + "bbb ";
    if (false) {
        x = x + "ccc ";
    }
    x +=  "ddd ";

    �{��h于：

    String x = "aaa bbb ";
    x = x + "ddd ";

4、不变类
    String对象是不可改变的(immutable)。有人对str = 1+2+str+3+4;语句提出疑问,怎么str的内容可以改变？其实仍然是因��Z��清楚�Q�引用变量与对象的区别。str仅仅是引用变量，它的值——它持有的引用可以改变。你不停地创建新对象�Q�我��׃��断地改变指向。[参考TIJ的Read-only classes。]

    不变�cȝ��关键是，对于对象的所有操作都不可能改变原来的对象[只要需要，��p��回一个改变了的新对象]。这��׃��证了对象不可改变。�ؓ什么要��一个类设计成不变类�Q�有一个OOD设计的原则：Law of Demeter。其�q�义解读是：

    使用不变�c�R��只要有可能�Q�类应当设计��Z��变类�?br />

dodoma 2006-03-28 13:19 发表评论

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