String的底层存储位置和形式

本文详细解析了Java中String对象的底层存储,包括char数组和byte数组的形式,以及在常量池和堆中的位置。通过例子说明了字面量和变量拼接在编译时和运行时的不同处理,解释了为何某些字符串比较会返回false,而某些则返回true。同时阐述了new String()创建对象时与常量池的关系。

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String的底层存储位置和形式

存储形式

String在底层是以char类型数组或byte类型数组存储

存储位置

String字符串两种方式

  1. String s1 = “abc”; //字面量 先去常量池中查看 没有就在常量池中生成 有就不生成;
    当字面量和常量等拼接或做运算 在编译时进行
    Max = 100 // Max是变量 100是字面量 表示相同但变量见名知意
  2. String s2 = new String(“abc”) //对象在堆中开辟空间 但若常量池中没有 也会在常量池中生成一个

例子

String s1 = “123”;
String s2 = “abc”;
String s3 = “123abc”;
String s4 = s1 + s2;
String s5 = s1 + “abc”;
String s6 = “123” + “abc”;

s3 == s4 //false
s3 == s5 //false
s3 == s6 //true

解释 : 首先要明白 当字面量和常量等拼接或做运算 在编译时进行 所以 s6 在 编译时 就能得到值 而变量 如 s1+ s2 编译时无法获取到值 运行会在堆中开辟空间 然后去取变量s1 s2的值

s4 开辟新空间存放
s5 常量池和堆中字符串拼接 做+ 动态调用 开辟新空间存放
s6 在编译时就拼接 运行时去常量池找 所以和s3是同一个地址

补充:String str = new String(“abc”)创建实例的过程 1 首先在堆中(不是常量池)创建一个指定的对象"abc",并让str引用指向该对象 2 在字符串常量池中查看,是否存在内容为"abc"字符串对象 3 若存在,则将new出来的字符串对象与字符串常量池中的对象联系起来 4 若不存在,则在字符串常量池中创建一个内容为"abc"的字符串对象,并将堆中的对象与之联系起来

### Java 中 `String` 类型的底层实现 #### 不可变性设计 Java 的 `String` 类被设计成不可变类,这意味着一旦创建了一个字符串实例,其内容就不能再改变。这种特性通过私有化成员变量并仅提供返回新对象的方法来保证[^3]。 #### 内部表示 在早期版本中,`String` 使用字符数组 `char[] value` 来存储实际的文字数据;而在 JDK 9 及之后版本里改为了字节数组 `byte[] value` 加上编码标志位 `_codingScheme` 缓存哈希码字段 `_hashCache` 。这样的改动有助于减少内存占用以及提高性能表现。 #### 字符串常量池优化 当直接用双引号定义字符串时(如 `"hello"`),这些字符串会被放置在一个特殊的区域——字符串常量池 (String Pool),如果遇到相同内容的新声明,则会指向已有条目而不是重复分配空间。这解释了为什么两个以同样方式初始化且具有相等值的字符串引用比较 (`==`) 结果为真: ```java System.out.println(s1 == s2); // true, because both refer to the same interned string. ``` 而使用 `new String()` 构造函数创建的对象则总是位于堆区的不同位置,即使它们的内容完全一致也不会共享同一地址,因此对于这类情况下的引用对比结果将是假: ```java System.out.println(s4 == s5); // false, different objects even with identical content. ``` 但是可以通过调用 `.equals()` 方法来进行基于内容而非引用的身份验证,从而得到预期的结果即两者确实代表相同的序列: ```java System.out.println(s4.equals(s5)); // true, based on character sequence comparison. ``` #### `toString()` 方法重写 值得注意的是,在某些情况下虽然看起来像是简单的自我返回操作,实际上这是为了让任何继承自 Object 的子类都能方便地获取自身的字符串表述形式。具体来说就是覆写了来自父类Object中的toString方法以便更好地适应各种应用场景需求[^1]: ```java @Override public String toString() { return this; } ```
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