String 最大长度 及 String Pool

本文探讨了Java中字符串(String)对象的最大长度限制,包括由编译时CONSTANT_Utf8_info表导致的65534字符限制及运行时String内部char数组导致的2G字符限制,并介绍了String对象在JVM中的存储位置。

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我们可以使用串接操作符得到一个长度更长的字符串,那么,String 对象最多能容纳多少字符呢?查看String的源代码我们可以得知类String中是使用域 count 来记录对象字符的数量,而count 的类型为 int,因此,我们可以推测最长的长度为 2^32,也就是4G。

不过,我们在编写源代码的时候,如果使用 Sting str = "aaaa";的形式定义一个字符串,那么双引号里面的ASCII 字符最多只能有 65534 个。为什么呢?因为在class文件的规范中, CONSTANT_Utf8_info 表中使用一个16 位的无符号整数来记录字符串的长度的,最多能表示 65536 个字节,而java class 文件是使用一种变体UTF-8格式来存放字符的,null 值使用两个字节来表示,因此只剩下 65536- 2 = 65534个字节。也正是变体UTF-8 的原因,如果字符串中含有中文等非ASCII 字符,那么双引号中字符的数量会更少(一个中文字符占用三个字节)。如果超出这个数量,在编译的时候编译器会报错。


严格来说,String确实有长度限制。
String内部使用一个char[]数组来存放字符串的内容,数组下标是整型(也可以参考String的构造方法String(char value[], int offset, int count) ,可以知道字符数量是用整型表示),整型(Java规定32位)表示范围是2G,也就是说,Java数组最大的长度是2G,即字符串不能超过2G个字符。
Java的数组大小还有没有别的限制?事实上数组大小不能超过Java堆的大小,而Java堆的最大尺寸可以通过启动参数指定,如果Java堆开得足够大,数组的最大长度是可以不断增大的。
所以,理论上,字符串不能超过2G个字符,少于2G个字符都有可能。
但编码时有需要注意的地方,采用明文的方式,如果超过65534个字节,可能报编译错误


32768  某人测过的

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1.String pool位于JVM Runtime area中Method Area下得constant pool中。

2.所有的字符串(指的是双引号的string literal ,非new 的String Object)都置于String pool中,包括编译时的,和运行时生成的。

     编译时的,比如: String x = "abc";  String y = new String("xyz"); ,则涉及的“abc” "xyz"都将置于CLASS文件的constant pool,待JVM 加载CLASS后,则置于string pool.

   运行时期的。比如:Random random = new Random();

                                 String y = random.nextInt()+""; 则y指向的一个字符串最终位于String pool中,而不是堆中。

3.String 的intern方法说,会查看String pool中,有没有内容相同的,有就返回String pool中得对象,没有则将该String 对象加入到String pool中,疑问是,什么情况下,某个String 对象会在String pool中没有呢?因为上述2中的两种情况,都会在String pool中有一个字符串常量。真相是什么呢?

本人通过JAVAP命令发现,如果你使用了

         char data[] = {'a', 'b', 'c'};
         String str = new String(data);

构建了一个String 对象,则在Strint pool中是没有的对应的字符串的。


<think>首先,用户的问题是:“我想查找与字符串对象相关的操作或属性 请问string 对象的方法和属性”。用户想了解String对象的方法和属性。 根据系统级指令: - 所有行内数学表达式使用$...$格式。 - 独立公式使用$$...$$格式并单独成段。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识。 - 回答结构清晰,帮助用户逐步解决问题。 用户提到了引用,但我需要参考提供的引用内容: - 引用[1]: 关于Java String对象的优化过程。 - 引用[2]: 关于Java类属性的定义,包括String属性。 - 引用[3]: 关于Java对象中的属性和方法,局部变量等。 - 引用[4]: 关于Java8中匹配两个list的数据,使用String对象的方法如stream()和map()。 这些引用是关于Java的,所以用户的问题很可能是在Java上下文中询问String对象的方法和属性。 用户的问题:"string 对象的方法和属性",在Java中,String是一个类,它有方法和字段(属性)。在Java中,类通常有方法(methods)和字段(fields),但String类的大部分字段是final的,所以我们通常讨论它的方法。 关键点: - String对象在Java中是不可变的(immutable)。 - 它有各种方法来操作字符串,如长度、子字符串、比较等。 - 属性:在Java中,String类的字段是private的,比如value(一个char数组),所以我们不能直接访问它们;我们使用方法。 所以,在回答时,我应该列出常见的String方法,并解释它们。 结构回答: 1. **介绍**:简要解释String对象是什么,强调其不可变性。 2. **主要方法**:列出并描述常用的String方法,如length(), charAt(), substring(), equals(), indexOf()等。 3. **属性**:说明String没有公共属性,但有一些内部字段,用户通过方法访问。 4. **示例**:提供一些代码示例来展示如何使用这些方法。 5. **相关问题**:生成相关问题。 使用引用: - 引用[1]提到String对象的优化,所以我可以提到性能方面。 - 引用[2]关于属性定义,我可以解释String的属性是私有的。 - 引用[3]关于对象成员,我可以强调方法和字段。 - 引用[4]展示了一些String操作,如map(),但map()是Stream API的,不是String直接的方法;String有chars()等。 自然地添加引用标识在引用的段落末尾。 生成相关问题:基于主题,生成2-3个相关问题。 确保回答在中文中。 最终输出格式: - 回答部分。 - 然后 "§§相关问题§§" 部分。 - 相关问题列表。 现在,脑力 storming 常见 String 方法: - length(): 获取字符串长度 - charAt(int index): 获取指定位置的字符 - substring(int beginIndex, int endIndex): 获取子字符串 - equals(Object anObject): 比较字符串内容 - equalsIgnoreCase(String anotherString): 忽略大小写比较 - indexOf(String str): 查找子字符串的位置 - toLowerCase(), toUpperCase(): 转换大小写 - trim(): 去除前后空白 - replace(char oldChar, char newChar): 替换字符 - split(String regex): 分割字符串 - startsWith(String prefix), endsWith(String suffix): 检查前缀后缀 - contains(CharSequence s): 检查是否包含子字符串 - valueOf(): 静态方法,转换其他类型为字符串 在Java中,String类没有公共字段;所有访问通过方法。 在回答中,使用代码块来展示示例,如系统指令的示例所示。 步骤: 1. 介绍String对象。 2. 列出方法并描述。 3. 提到属性(私有)。 4. 代码示例。 5. 相关问题。</think>### Java String 对象的方法和属性 在 Java 中,`String` 对象是不可变的(immutable),这意味着一旦创建,其内容就不能被修改。这种设计有助于提高性能和安全性,例如在字符串池(String Pool)中重用字符串字面量以减少内存开销[^1]。`String` 类提供了丰富的方法来操作字符串数据,但它的属性(字段)大多是私有的(private),不能直接访问;用户必须通过公共方法来获取或操作字符串内容。下面我将逐步解释 `String` 对象的常用方法和属性,并提供代码示例帮助理解。 #### 1. **String 对象的属性** - 在 Java 中,`String` 类的属性是私有的,用户无法直接访问。主要内部字段包括: - `value`:一个 `char[]` 数组,存储字符串的实际字符序列。 - `hash`:一个 `int` 值,缓存字符串的哈希码,用于优化哈希计算。 - 这些属性通过构造方法初始化,并通过公共方法间接暴露。例如,`length()` 方法返回 `value` 数组的长度。 - 引用[2]中提到,类的属性通过变量声明定义,但 `String` 作为 Java 核心类,其属性设计为私有以确保封装性和不可变性[^2]。 #### 2. **String 对象的常用方法** `String` 类提供了数十个公共方法,用于字符串的查询、比较、转换和操作。以下是常见方法的分类介绍(基于 Java 8+,所有方法都返回新字符串对象,因为 `String` 不可变)。 - **查询和获取信息**: - `int length()`:返回字符串的长度(字符数)。例如,`"hello".length()` 返回 `5`。 - `char charAt(int index)`:返回指定索引处的字符。索引从 0 开始,例如 `"java".charAt(1)` 返回 `'a'`。 - `int indexOf(String str)`:返回子字符串首次出现的索引,未找到返回 `-1`。例如,`"hello".indexOf("l")` 返回 `2`。 - `boolean contains(CharSequence s)`:检查字符串是否包含指定序列。例如,`"world".contains("or")` 返回 `true`。 - `boolean startsWith(String prefix)` 和 `boolean endsWith(String suffix)`:检查前缀或后缀。例如,`"example".endsWith("le")` 返回 `true`。 - **比较和匹配**: - `boolean equals(Object anObject)`:比较字符串内容是否相等(区分大小写)。例如,`"Java".equals("java")` 返回 `false`。 - `boolean equalsIgnoreCase(String anotherString)`:忽略大小写比较内容。例如,`"Java".equalsIgnoreCase("java")` 返回 `true`。 - `int compareTo(String anotherString)`:按字典顺序比较字符串,返回负值、零或正值。例如,`"a".compareTo("b")` 返回 `-1`。 - **转换和修改**: - `String toLowerCase()` 和 `String toUpperCase()`:转换大小写。例如,`"Hello".toLowerCase()` 返回 `"hello"`。 - `String trim()`:去除字符串两端的空白字符。例如,`" text ".trim()` 返回 `"text"`。 - `String replace(char oldChar, char newChar)`:替换所有匹配字符。例如,`"apple".replace('p', 'b')` 返回 `"abble"`。 - `String substring(int beginIndex, int endIndex)`:提取子字符串(`endIndex` 可选)。例如,`"substring".substring(0, 3)` 返回 `"sub"`。 - `String[] split(String regex)`:按正则表达式分割字符串为数组。例如,`"a,b,c".split(",")` 返回 `["a", "b", "c"]`。 - **其他实用方法**: - `static String valueOf(Object obj)`:静态方法,将对象转换为字符串。例如,`String.valueOf(123)` 返回 `"123"`。 - `String concat(String str)`:拼接字符串,等效于 `+` 运算符。例如,`"hello".concat(" world")` 返回 `"hello world"`。 - `boolean isEmpty()`:检查字符串是否为空(长度为 0)。例如,`"".isEmpty()` 返回 `true`。 - `String join(CharSequence delimiter, CharSequence... elements)`:静态方法,用分隔符连接多个字符串(Java 8+)。例如,`String.join("-", "a", "b")` 返回 `"a-b"`。 这些方法覆盖了大多数字符串操作需求。引用[3]强调,Java 对象的方法用于操作属性,而 `String` 的方法确保了高效的内存使用,例如通过哈希码缓存优化性能[^3]。引用[4]展示了在 Java 8 中使用流式 API(如 `stream()` 和 `map()`)处理字符串列表,但这些是 `List` 接口的方法,不是 `String` 的直接方法;`String` 可以通过 `chars()` 方法转换为 `IntStream`[^4]。 #### 3. **代码示例** 以下 Java 代码演示了部分 `String` 方法的实际使用: ```java public class StringExample { public static void main(String[] args) { String str = " Hello, Java! "; // 查询方法 System.out.println("Length: " + str.length()); // 输出: 15 System.out.println("Char at index 5: " + str.charAt(5)); // 输出: ',' // 转换方法 String lower = str.toLowerCase().trim(); // 转换为小写并去除空白 System.out.println("Trimmed and lower: " + lower); // 输出: "hello, java!" // 比较方法 boolean isEqual = "Java".equalsIgnoreCase("java"); System.out.println("Ignore case equal: " + isEqual); // 输出: true // 分割和拼接 String[] parts = "apple,banana,cherry".split(","); System.out.println("Split parts: " + Arrays.toString(parts)); // 输出: [apple, banana, cherry] String joined = String.join(" - ", parts); System.out.println("Joined: " + joined); // 输出: "apple - banana - cherry" } } ``` #### 4. **性能注意事项** - 由于 `String` 不可变,频繁修改字符串(如循环拼接)会导致性能问题,因为它创建新对象。此时,建议使用 `StringBuilder` 或 `StringBuffer`(线程安全)来优化[^1]。 - 在 Java 8+ 中,结合流式 API 可以高效处理字符串集合,如引用[4]中的示例使用 `stream()` 和 `map()` 进行过滤和映射[^4]。 通过以上方法,您可以轻松操作字符串数据。如果您需要更深入的细节,请提供具体场景!
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