2024年安卓最全从源码角度彻底搞懂String、StringBuffer、StringBuilder，2024年最新ios大厂面试

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/2401_84558914/article/details/138931092

结语

看到这篇文章的人不知道有多少是和我一样的Android程序员。

35岁，这是我们这个行业普遍的失业高发阶段，这种情况下如果还不提升自己的技能，进阶发展，我想，很可能就是本行业的职业生涯的终点了。

我们要有危机意识，切莫等到一切都成定局时才开始追悔莫及。只要有规划的，有系统地学习，进阶提升自己并不难，给自己多充一点电，你才能走的更远。

千里之行始于足下。这是上小学时，那种一元钱一个的日记本上每一页下面都印刷有的一句话，当时只觉得这句话很短，后来渐渐长大才慢慢明白这句话的真正的含义。

有了学习的想法就赶快行动起来吧，不要被其他的事情牵绊住了前行的脚步。不要等到裁员时才开始担忧，不要等到面试前一晚才开始紧张，不要等到35岁甚至更晚才开始想起来要学习要进阶。

给大家一份系统的Android学习进阶资料，希望这份资料可以给大家提供帮助。

网上学习资料一大堆，但如果学到的知识不成体系，遇到问题时只是浅尝辄止，不再深入研究，那么很难做到真正的技术提升。

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一个人可以走的很快，但一群人才能走的更远！不论你是正从事IT行业的老鸟或是对IT行业感兴趣的新人，都欢迎加入我们的的圈子（技术交流、学习资源、职场吐槽、大厂内推、面试辅导），让我们一起学习成长！

//1. 校验参数合法性

if (fromIndex >= sourceCount) {

return (targetCount == 0 ? sourceCount : -1);

}

if (fromIndex < 0) {

fromIndex = 0;

}

if (targetCount == 0) {

return fromIndex;

}

//2. 记录第一个需要匹配的字符

char first = target[targetOffset];

//3. 这一次匹配的能到达的最大索引

int max = sourceOffset + (sourceCount - targetCount);

//4. 循环遍历后面的数组

for (int i = sourceOffset + fromIndex; i <= max; i++) {

/* Look for first character. */

//5. 循环查找,直到查找到第一个和目标字符串第一个字符相同的索引

if (source[i] != first) {

while (++i <= max && source[i] != first);

}

/* Found first character, now look at the rest of v2 */

//6. 找到了第一个字符,再来看看目标字符串剩下的部分

if (i <= max) {

int j = i + 1;

int end = j + targetCount - 1;

//7. 匹配一下目标字符串后面的字符串是否相等不相等的时候就跳出循环

for (int k = targetOffset + 1; j < end && source[j]

== target[k]; j++, k++);

//8. 如果全部相等,则返回索引

if (j == end) {

/* Found whole string. */

return i - sourceOffset;

}

return -1;

}

lastIndexOf(int ch/String str)

该方法与第一种类似，区别在于该方法从字符串的末尾位置向前查找.

实现方法也与第一种是类似的,只不过是从后往前查找.

public int lastIndexOf(int ch) {

return lastIndexOf(ch, value.length - 1);

}

public int lastIndexOf(int ch, int fromIndex) {

//1. 判断是否是罕见字符

if (ch < Character.MIN_SUPPLEMENTARY_CODE_POINT) {

// handle most cases here (ch is a BMP code point or a

// negative value (invalid code point))

final char[] value = this.value;

//2. 从fromIndex(从哪个索引开始), value.length - 1(数组最后一个索引)中小一点的往前找,这里之所以这样做是因为fromIndex可能比value.length-1大.这里求最小值就可以覆盖所有情况,不管fromIndex和value.length-1谁大.

int i = Math.min(fromIndex, value.length - 1);

//3. 循环逐个字符进行比较,找到则返回索引

for (; i >= 0; i–) {

if (value[i] == ch) {

return i;

}

return -1;

} else {

//4. 罕见字符处理

return lastIndexOfSupplementary(ch, fromIndex);

}

lastIndexOf(int ch/String str, int fromIndex)

该方法与第二种方法类似，区别在于该方法从fromIndex位置向前查找.

实现思路:这里要稍微复杂一点,相当于从后往前查找指定子串.上图吧

外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传

图画的有点丑,哈哈. 假设我们需要在StringBuffer中查找ABuff中的子串Buff,因为Buff的长度是4,所以我们最大的索引可能值是图中的rightIndex.然后我们就开始在source数组中匹配目标字符串的最后一个字符,匹配到后,再逐个字符进行比较剩余的字符,如果全部匹配,则返回索引.未全部匹配,则再次在source数组中寻找与目标字符串最后一个字符相等的字符,然后找到后继续匹配除去最后一个字符剩余的字符串. 唉~叙述的不是特别清晰,看代码吧,代码比我说的清晰…

public int lastIndexOf(String str, int fromIndex) {

return lastIndexOf(value, 0, value.length,

str.value, 0, str.value.length, fromIndex);

}

static int lastIndexOf(char[] source, int sourceOffset, int sourceCount,

char[] target, int targetOffset, int targetCount,

int fromIndex) {

Check arguments; return immediately where possible. For
consistency, don’t check for null str.

//1. 最大索引的可能值

int rightIndex = sourceCount - targetCount;

//2. 参数合法性检验

if (fromIndex < 0) {

return -1;

}

if (fromIndex > rightIndex) {

fromIndex = rightIndex;

}

/* Empty string always matches. */

if (targetCount == 0) {

return fromIndex;

}

//3. 记录目标字符串最后一个字符索引处和该字符内容

int strLastIndex = targetOffset + targetCount - 1;

char strLastChar = target[strLastIndex];

//4. 只需要遍历到min处即可停止遍历了,因为在min前面的字符数量已经小于目标字符串的长度了

int min = sourceOffset + targetCount - 1;

//5. strLastChar在source中的最大索引

int i = min + fromIndex;

//这里的语法不是很常见,有点类似于goto,平时我们在使用时尽量不采用这种方式,这种方式容易降低代码的可读性,而且容易出错.

startSearchForLastChar:

while (true) {

//6. 在有效遍历区间内,循环查找第一个与目标字符串最后一个字符相等的字符,如果找到,则跳出循环,该字符的索引是i

while (i >= min && source[i] != strLastChar) {

i–;

}

//7. 如果已经小于min了,那么说明没找到,直接返回-1

if (i < min) {

return -1;

}

//8. 找到了,则再进行查找目标字符串除去最后一个字符剩下的子串

//从最后一个字符的前一个字符开始查找

int j = i - 1;

//9. 目标字符串除去最后一个字符剩下的子串长度是targetCount - 1,此处start是此次剩余子串查找能到达的最小索引处

int start = j - (targetCount - 1);

//10. 记录目标字符串的倒数第二个字符所在target中的索引

int k = strLastIndex - 1;

//11. 循环查找剩余子串是否全部字符相同

//不相同则直接跳出继续第6步

//全部相同则返回索引

while (j > start) {

if (source[j–] != target[k–]) {

i–;

continue startSearchForLastChar;

}

return start - sourceOffset + 1;

}

8.字符串中字符的替换

replace(char oldChar, char newChar)

功能:用字符newChar替换当前字符串中所有的oldChar字符，并返回一个新的字符串.

大体思路:

首先判断oldChar与newChar是否相同,相同的话就没必要进行后面的操作了
从最前面开始匹配与oldChar相匹配的字符,记录索引为i
如果上面的i是正常范围内(小于len),新建一个数组,长度为len(原来的字符串的长度),将i索引前面的字符逐一复制进新数组里面,然后循环 i<=x<len 的字符,将字符逐一复制进新数组,但是这次的复制有规则,即如果那个字符与oldChar相同那么新数组对应索引处就放newChar.
最后通过新建的数组new一个String对象返回

思考:一开始我觉得第二步好像没什么必要性,没有第二步其实也能实现.但是,仔细想想,假设原字符串没有查找到与oldChar匹配的字符,那么我们就可以规避去新建一个数组,从而节约了不必要的开销.可以,很棒,我们就是要追求极致的性能,减少浪费资源.

小细节:源码中有一个小细节,注释中有一句avoid getfield opcode,意思是避免getfield操作码?

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感觉那句代码就是拷贝了一个引用副本啊,有什么高大上的作用?查阅文章https://blog.youkuaiyun.com/gaopu12345/article/details/52084218 后发现答案:在一个方法中需要大量引用实例域变量的时候，使用方法中的局部变量代替引用可以减少getfield操作的次数，提高性能。

public String replace(char oldChar, char newChar) {

//1. 如果两者相同,那么就没必要进行比较了

if (oldChar != newChar) {

int len = value.length;

int i = -1;

char[] val = value; /* avoid getfield opcode */

//2. 从最前面开始,循环遍历,找到与oldChar相同的字符

while (++i < len) {

if (val[i] == oldChar) {

break;

}

//3. 如果找到了与oldChar相同的字符才进入if

if (i < len) {

//4. 新建一个数组,用于存放新数据

char buf[] = new char[len];

//5. 将i前面的全部复制进新数组里面去

for (int j = 0; j < i; j++) {

buf[j] = val[j];

}

//6. 在i后面的字符,我们将其一个一个地放入新数组中,当然在放入时需要比对是否和oldChar相同,相同则存放newChar

while (i < len) {

char c = val[i];

buf[i] = (c == oldChar) ? newChar : c;

i++;

}

//7. 最终重新new一个String

return new String(buf, true);

}

return this;

}

9.其他类方法

trim()

功能:截去字符串两端的空格，但对于中间的空格不处理

大体实现:记录前面有st个空格,最后有多少个空格,那么长度就减去多少个空格,最后根据上面的这2个数据去切割字符串.

public String trim() {

int len = value.length;

int st = 0;

char[] val = value; /* avoid getfield opcode */

//1. 记录前面有多少个空格

while ((st < len) && (val[st] <= ’ ')) {

st++;

}

//2. 记录后面有多少个空格

while ((st < len) && (val[len - 1] <= ’ ')) {

len–;

}

//3. 切割呗,注意:切割里面具体实现是重新new了一个String

return ((st > 0) || (len < value.length)) ? substring(st, len) : this;

}

startsWith(String prefix)或endsWith(String suffix)

功能:用来比较当前字符串的起始字符或子字符串prefix和终止字符或子字符串suffix是否和当前字符串相同，重载方法中同时还可以指定比较的开始位置offset.

思路:比较简单,就直接看代码了,有详细注释.

public boolean startsWith(String prefix) {

return startsWith(prefix, 0);

}

public boolean startsWith(String prefix, int toffset) {

char ta[] = value;

int to = toffset;

char pa[] = prefix.value;

int po = 0;

int pc = prefix.value.length;

// Note: toffset might be near -1>>>1.

//1. 入参检测合法性

if ((toffset < 0) || (toffset > value.length - pc)) {

return false;

}

//2. 循环进行逐个字符遍历,有不相等的就直接返回false,遍历完了还没发现不相同的,那么就是true

while (–pc >= 0) {

if (ta[to++] != pa[po++]) {

return false;

}

return true;

}

contains(String str)

功能:判断参数s是否被包含在字符串中，并返回一个布尔类型的值.

思路:其实就是利用已经实现好的indexOf()去查找是否包含.源码中对于已实现的东西利用率还是非常高的.我们要多学习.

public boolean contains(CharSequence s) {

return indexOf(s.toString()) > -1;

}

10.基本类型转换为字符串类型

这部分代码一看就懂,都是一句代码解决.

public static String valueOf(Object obj) {

return (obj == null) ? “null” : obj.toString();

}

public static String valueOf(char data[]) {

return new String(data);

}

public static String valueOf(char data[], int offset, int count) {

return new String(data, offset, count);

}

public static String copyValueOf(char data[], int offset, int count) {

return new String(data, offset, count);

}

public static String copyValueOf(char data[]) {

return new String(data);

}

public static String valueOf(boolean b) {

return b ? “true” : “false”;

}

public static String valueOf(char c) {

char data[] = {c};

return new String(data, true);

}

public static String valueOf(int i) {

return Integer.toString(i);

}

public static String valueOf(long l) {

return Long.toString(l);

}

public static String valueOf(float f) {

return Float.toString(f);

}

public static String valueOf(double d) {

return Double.toString(d);

}

注意事项

最后注意一下:Android 6.0（23）源码中，String类的实现被替换了，具体调用的时候，会调用一个StringFactory来生成一个String.

来看下Android源码中String,我擦,这……直接抛错误UnsupportedOperationException,可能是因为Oracle告Google的原因吧…

public String() {

throw new UnsupportedOperationException(“Use StringFactory instead.”);

}

public String(String original) {

throw new UnsupportedOperationException(“Use StringFactory instead.”);

}

我们平时开发APP时都是使用的java.lang包下面的String,上面的问题一般不会遇到,但是作为Android开发者还是要了解一下.

三、AbstractStringBuilder源码分析

先看看类StringBuffer和StringBuilder的继承结构

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可以看到StringBuffer和StringBuilder都是继承了AbstractStringBuilder.所以这里先分析一下AbstractStringBuilder.

在这基类里面真实的保存了StringBuffer和StringBuilder操作的实际数据内容,数据内容其实是一个char[] value;数组,在其构造方法中其实就是初始化该字符数组.

char[] value;

AbstractStringBuilder() {

}

AbstractStringBuilder(int capacity) {

value = new char[capacity];

}

1.扩容

既然数据内容(上面的value数组)是在AbstractStringBuilder里面的,那么很多操作我觉得应该也是在父类里面,比如扩容,下面我们看看源码

public void ensureCapacity(int minimumCapacity) {

if (minimumCapacity > 0)

ensureCapacityInternal(minimumCapacity);

}

/**

确保value字符数组不会越界.重新new一个数组,引用指向value

private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {

// overflow-conscious code

if (minimumCapacity - value.length > 0) {

value = Arrays.copyOf(value,

newCapacity(minimumCapacity));

}

/**

扩容:之前的大小的2倍+2

private int newCapacity(int minCapacity) {

// overflow-conscious code 扩大2倍+2

//小知识点:这里可能会溢出,溢出后是负数哈,注意

int newCapacity = (value.length << 1) + 2;

if (newCapacity - minCapacity < 0) {

newCapacity = minCapacity;

}

//MAX_ARRAY_SIZE的值是Integer.MAX_VALUE - 8,先判断一下预期容量(newCapacity)是否在0<x<MAX_ARRAY_SIZE之间,在这区间内就直接将数值返回,不在这区间就去判断一下是否溢出

return (newCapacity <= 0 || MAX_ARRAY_SIZE - newCapacity < 0)

? hugeCapacity(minCapacity)

newCapacity;

}

/**

判断大小是否溢出

private int hugeCapacity(int minCapacity) {

if (Integer.MAX_VALUE - minCapacity < 0) { // overflow

throw new OutOfMemoryError();

}

return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE)

? minCapacity : MAX_ARRAY_SIZE;

}

可以看到这里的扩容方式是 = 以前的大小*2+2,其他的细节方法中已给出详细注释.

2.追加

举一个比较有代表性的添加,详细注释在代码中

/**

追加:从指定字符串的片段

public AbstractStringBuilder append(CharSequence s, int start, int end) {

//1. 如果是空,则添加字符串"null"

if (s == null)

s = “null”;

//2. 判断是否越界

if ((start < 0) || (start > end) || (end > s.length()))

throw new IndexOutOfBoundsException(

"start " + start + ", end " + end + ", s.length() "

s.length());

//3. 记录添加字符串长度

int len = end - start;

//4. 判断一下当前数组长度+需要添加的字符串长度是否够装,不够装就扩容(扩容时还有复制原内容到新数组中)

ensureCapacityInternal(count + len);

//5. 追加内容到value数组最后

for (int i = start, j = count; i < end; i++, j++)

value[j] = s.charAt(i);

//6. 更新数组长度

count += len;

return this;

}

3.增加

这里的大体思想是和以前大一的时候用C语言在数组中插入数据是一样的.

这里假设需要插入的字符串s,插入在目标字符串desOffset处,插入的长度是len.首先将需要插入处的desOffset~desOffset+len往后挪,挪到desOffset+len处,然后在desOffset处插入目标字符串.

大体思想就是这样,是不是觉得很熟悉?? ヽ(￣▽￣)ﾉ

下面这个方法是上面思路的具体实现,详细的逻辑分析已经放到代码注释中.

//插入字符串,从dstOffset索引处开始插入,插入内容为s中的[start,end]字符串

public AbstractStringBuilder insert(int dstOffset, CharSequence s,

int start, int end) {

//1. 空处理

if (s == null)

s = “null”;

//2. 越界判断

if ((dstOffset < 0) || (dstOffset > this.length()))

throw new IndexOutOfBoundsException("dstOffset "+dstOffset);

//3. 入参检测是否合法

if ((start < 0) || (end < 0) || (start > end) || (end > s.length()))

throw new IndexOutOfBoundsException(

"start " + start + ", end " + end + ", s.length() "

s.length());

//4. 长度记录

int len = end - start;

//5. 判断一下当前数组长度+需要添加的字符串长度是否够装,不够装就扩容(扩容时还有复制原内容到新数组中)

ensureCapacityInternal(count + len);

//6. 将原数组中dstOffset开始的count - dstOffset个字符复制到dstOffset + len处,这里其实就是腾出一个len长度的区间,用用户存放目标字符串,这个区间就是dstOffset到dstOffset + len

System.arraycopy(value, dstOffset, value, dstOffset + len,

count - dstOffset);

//7. 存放目标字符串

for (int i=start; i<end; i++)

value[dstOffset++] = s.charAt(i);

//8. 记录字符串长度

count += len;

//9. 返回自身引用方便链式调用

return this;

}

4.删除

源码里面的删除操作实际上是复制,比如下面这个方法删除start到end之间的字符,实际是将以end开始的字符复制到start处,并且将数组的长度记录count减去len个

//删除从start到end索引区间( [start,end)前闭后开区间 )内内容

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;

//当start==end时不会改变

if (len > 0) {

//将value数组的start+len位置开始的count-end个字符复制到value数组的start位置处. 注意,并且将数组count减去len个.

System.arraycopy(value, start+len, value, start, count-end);

count -= len;

}

return this;

}

5.切割

我擦,原来StringBuffer的切割效率并不高嘛,其实就是new了一个String….

public String substring(int start, int end) {

if (start < 0)

throw new StringIndexOutOfBoundsException(start);

if (end > count)

throw new StringIndexOutOfBoundsException(end);

if (start > end)

throw new StringIndexOutOfBoundsException(end - start);

return new String(value, start, end - start);

}

6.改

改其实就是对其替换,而在源码中替换最终的实现其实是复制(还是复制…(￣▽￣)~*).

大体思路: 假设需要将字符串str替换value数组中的start-end中,这时只需将end后面的字符往后移动,在中间腾出一个坑,用于存放需要替换的str字符串.最后将str放到value数组中start索引处.

public AbstractStringBuilder replace(int start, int end, String str) {

//1. 入参检测合法性

if (start < 0)

throw new StringIndexOutOfBoundsException(start);

if (start > count)

throw new StringIndexOutOfBoundsException(“start > length()”);

if (start > end)

throw new StringIndexOutOfBoundsException(“start > end”);

if (end > count)

end = count;

//2. 目标String长度

int len = str.length();

//3. 计算新的数组的长度

int newCount = count + len - (end - start);

//4. 判断一下是否需要扩容

ensureCapacityInternal(newCount);

//5. 将value数组的end位置开始的count - end个字符复制到value数组的start+len处. 相当于把end之后的字符移到最后去,然后中间留个坑,用来存放str(需要替换成的值)

System.arraycopy(value, end, value, start + len, count - end);

//6. 这是String的一个方法,用于将str复制到value中start处其最底层实现是native方法(getCharsNoCheck() )

str.getChars(value, start);

//7. 更新count

count = newCount;

return this;

}

7.查询

查询是最简单的,就是返回数组中相应索引处的值.

public char charAt(int index) {

if ((index < 0) || (index >= count))

throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);

return value[index];

}

四、StringBuffer源码分析

定义

public final class StringBuffer

extends AbstractStringBuilder

implements java.io.Serializable, CharSequence

StringBuffer和StringBuilder都是相同的继承结构.都是继承了AbstractStringBuilder.

StringBuffer和StringBuilder构造方法,可以看到默认大小是16,

public StringBuffer() {

super(16);

}

public StringBuffer(int capacity) {

super(capacity);

}

1. 我们先来看看StringBuffer的append方法

啥,不就是调用父类的append方法嘛…

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但是,请 注意:前面说了StringBuffer是线程安全的,为什么,源码里面使用了synchronized给方法加锁了.

public synchronized StringBuffer append(boolean b) {

toStringCache = null;

super.append(b);

return this;

}

@Override

public synchronized StringBuffer append(char c) {

toStringCache = null;

super.append©;

return this;

}

@Override

public synchronized StringBuffer append(int i) {

toStringCache = null;

super.append(i);

return this;

}

2.StringBuffer的其他方法

几乎都是所有方法都加了synchronized,几乎都是调用的父类的方法.

public synchronized StringBuffer delete(int start, int end) {

toStringCache = null;

super.delete(start, end);

return this;

}

public synchronized StringBuffer replace(int start, int end, String str) {

toStringCache = null;

super.replace(start, end, str);

return this;

}

public synchronized int indexOf(String str, int fromIndex) {

return super.indexOf(str, fromIndex);

}

…

五、StringBuilder分析

定义

public final class StringBuilder

extends AbstractStringBuilder

implements java.io.Serializable, CharSequence

1. 我们先来看看StringBuilder的append方法

啥,还是调用父类的append方法嘛…

外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传

但是,请 注意:前面说了StringBuilder不是线程安全的,为什么,源码里面没有使用synchronized进行加锁.

public StringBuilder append(boolean b) {

super.append(b);

return this;

}

@Override

public StringBuilder append(char c) {

super.append©;

return this;

}

@Override

public StringBuilder append(int i) {

super.append(i);

return this;

}

2.StringBuilder的其他方法

最后

Android学习是一条漫长的道路，我们要学习的东西不仅仅只有表面的技术，还要深入底层，弄明白下面的原理，只有这样，我们才能够提高自己的竞争力，在当今这个竞争激烈的世界里立足。

人生不可能一帆风顺，有高峰自然有低谷，要相信，那些打不倒我们的，终将使我们更强大，要做自己的摆渡人。

资源持续更新中，欢迎大家一起学习和探讨。

网上学习资料一大堆，但如果学到的知识不成体系，遇到问题时只是浅尝辄止，不再深入研究，那么很难做到真正的技术提升。

需要这份系统化学习资料的朋友，可以戳这里获取

chronized StringBuffer replace(int start, int end, String str) {

toStringCache = null;

super.replace(start, end, str);

return this;

}

public synchronized int indexOf(String str, int fromIndex) {

return super.indexOf(str, fromIndex);

}

…

五、StringBuilder分析

定义

public final class StringBuilder

extends AbstractStringBuilder

implements java.io.Serializable, CharSequence

1. 我们先来看看StringBuilder的append方法

啥,还是调用父类的append方法嘛…

[外链图片转存中…(img-NL8tZVEz-1715794421233)]

但是,请 注意:前面说了StringBuilder不是线程安全的,为什么,源码里面没有使用synchronized进行加锁.

public StringBuilder append(boolean b) {

super.append(b);

return this;

}

@Override

public StringBuilder append(char c) {

super.append©;

return this;

}

@Override

public StringBuilder append(int i) {

super.append(i);

return this;

}

2.StringBuilder的其他方法

最后

人生不可能一帆风顺，有高峰自然有低谷，要相信，那些打不倒我们的，终将使我们更强大，要做自己的摆渡人。

资源持续更新中，欢迎大家一起学习和探讨。

网上学习资料一大堆，但如果学到的知识不成体系，遇到问题时只是浅尝辄止，不再深入研究，那么很难做到真正的技术提升。

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