String str = new String("abc")到底创建几个String对象

本文深入探讨了Java中String对象的创建过程,包括使用new关键字和字符串字面量的不同,以及字符串池的工作原理。通过实例分析,解释了不同情况下String对象的创建数量及位置。
String str=new String("abc");

        紧接着这段代码之后的往往是这个问题,那就是这行代码究竟创建了几个String对象呢?相信大家对这道题并不 陌生,答案也是众所周知的,2个。接下来我们就从这道题展开,一起回顾一下与创建String对象相关的一些 JAVA知识。

      我们可以把上面这行代码分成   String str   、=  、 "abc"   和   new String()  四部分来看待。

     String str只是定义了一个名 为str的String类型的变量,因此它并没有创建对象;

      = 是对变量str进行初始化,将某个对象的引用(或者叫句 柄)赋值给它,显然也没有创建对象;

      现在只剩下new String("abc")了。那么,new String("abc")为什么又能 被看成"abc"和new String()呢?

      我们来看一下被我们调用了的String的构造器:
   

  public String(String original) { 
      //other code ...
 }


大家都知道,我们常用的创建一个类的实例(对象)的方法有以下两种:

1. 使用new创建对象。

2. 调用Class类的newInstance方法,利用反射机制创建对象。


我们正是使用new调用了String类的上面那个构造器方法创建了一个对象,并将它的引用赋值给了str变量。同 时我们注意到,被调用的构造器方法接受的参数也是一个String对象,这个对象正是"abc"。由此我们又要引入 另外一种创建String对象的方式的讨论——引号内包含文本。(上面 String str=new String("abc"); 创建的是两个String对象
这种方式是String特有的,并且它与new的方式存在很大区别。

String str="abc";


毫无疑问,这行代码创建了一个String对象。

String a="abc"; String b="abc";//创建了一个String对象

 

String a="ab"+"cd";//创建了一个String对象


     有点奇怪吗?说到这里,我们就需要引入对字符串池相关知识的回顾了。


       在JAVA虚拟机(JVM)中存在着一个字符串池,其中保存着很多String对象,并且可以被共享使用,因此它提 高了效率。由于String类是final的,它的值一经创建就不可改变,因此我们不用担心String对象共享而带来程序 的混乱。字符串池由String类维护,我们可以调用intern()方法来访问字符串池。

       我们再回头看看  String a="abc";,这行代码被执行的时候,JAVA虚拟机首先在字符串池中查找是否已经存在了 值为"abc"的这么一个对象,它的判断依据是String类equals(Object obj)方法的返回值。如果有,则不再创建 新的对象,直接返回已存在对象的引用;如果没有,则先创建这个对象,然后把它加入到字符串池中,再将它 的引用返回。因此,我们不难理解前面三个例子中头两个例子为什么是这个答案了。
      对于第三个例子:

String a="ab"+"cd";


        由于常量的值在编译的时候就被确定了。在这里,"ab"和"cd"都是常量,因此变量a的值在编译时就可以确定。 这行代码编译后的效果等同于:

String a="abcd";


        因此这里只创建了一个对象"abcd",并且它被保存在字符串池里了。
 现在问题又来了,是不是所有经过“+”连接后得到的字符串都会被添加到字符串池中呢?我们都知道“==” 可以用来比较两个变量,它有以下两种情况:

      1. 如果比较的是两个基本类型(char,byte,short,int,long,float,double,boolean),则是判 断它们的值是否相等。    

     2. 如果表较的是两个对象变量,则是判断它们的引用是否指向同一个对象。


下面我们就用“==”来做几个测试。

  为了便于说明,我们把指向字符串池中已经存在的对象也视为该对象被加 入了字符串池:

public class StringTest { 
    public static void main(String[] args) { 
        String a = "ab";// 创建了一个对象,并加入字符串池中 
        System.out.println("String a = \"ab\";"); 
        String b = "cd";// 创建了一个对象,并加入字符串池中 
        System.out.println("String b = \"cd\";"); 
        String c = "abcd";// 创建了一个对象,并加入字符串池中
        String d = "ab" + "cd"; // 如果d和c指向了同一个对象,则说明d也被加入了字符串池 
        if (d == c) { 
            System.out.println("\"ab\"+\"cd\" 创建的对象 \"加入了\" 字符串池中"); 
        }else { 
            System.out.println("\"ab\"+\"cd\" 创建的对象 \"没加入\" 字符串池中");
        }
        String e = a + "cd"; // 如果e和c指向了同一个对象,则说明e也被加入了字符串池 
        if (e == c) { 
            System.out.println(" a  +\"cd\" 创建的对象 \"加入了\" 字符串池中"); 
        } else { 
            System.out.println(" a  +\"cd\" 创建的对象 \"没加入\" 字符串池中"); }
            String f = "ab" + b; // 如果f和c指向了同一个对象,则说明f也被加入了字符串池 
        if (f == c) {
            System.out.println("\"ab\"+ b   创建的对象 \"加入了\" 字符串池中");
        }  else { 
            System.out.println("\"ab\"+ b   创建的对象 \"没加入\" 字符串池中");
        }
        String g = a + b; // 如果g和c指向了同一个对象,则说明g也被加入了字符串池 
        if (g == c) { 
            System.out.println(" a  + b   创建的对象 \"加入了\" 字符串池中"); 
        }  else { 
            System.out.println(" a  + b   创建的对象 \"没加入\" 字符串池中"); }
}
}


运行结果如下:

1. String a = "ab"; 
2. String b = "cd"; 
3. "ab"+"cd" 创建的对象 "加入了" 字符串池中 
4. a +"cd" 创建的对象 "没加入" 字符串池中 
5. "ab"+ b 创建的对象 "没加入" 字符串池中 
6. a + b 创建的对象 "没加入" 字符串池中


        从上面的结果中我们不难看出,只有使用引号包含文本的方式创建的String对象之间使用“+”连接产生的新对 象才会被加入字符串池中。对于所有包含new方式新建对象(包括null)的“+”连接表达式,它所产生的新对 象都不会被加入字符串池中,对此我们不再赘述。
但是有一种情况需要引起我们的注意。请看下面的代码:

public class StringStaticTest { // 常量A

    public static final String A = "ab";
    // 常量B 
    public static final String B = "cd";
    public static void main(String[] args) { 
        // 将两个常量用+连接对s进行初始化 
        String s = A + B; String t = "abcd"; 
        if (s == t) { 
            System.out.println("s等于t,它们是同一个对象"); 
        } else { 
            System.out.println("s不等于t,它们不是同一个对象"); 
        } 
    }
}


这段代码的运行结果如下:

•s等于t,它们是同一个对象


这又是为什么呢?原因是这样的,对于常量来讲,它的值是固定的,因此在编译期就能被确定了,而变量的值 只有到运行时才能被确定,因为这个变量可以被不同的方法调用,从而可能引起值的改变。在上面的例子中,A 和B都是常量,值是固定的,因此s的值也是固定的,它在类被编译时就已经确定了。也就是说:

String s = A+B;


等同于:

String s="ab"+"cd";


我对上面的例子稍加改变看看会出现什么情况:

public class StringStaticTest { 
    // 常量A 
    public static final String A;

    // 常量B 
    public static final String B;
    static {
        A = "ab"; B = "cd";
    }
    public static void main(String[] args) {
     // 将两个常量用+连接对s进行初始化 
    String s = A + B; String t = "abcd"; 
    if (s == t) {
        System.out.println("s等于t,它们是同一个对象"); 
    } else { 
        System.out.println("s不等于t,它们不是同一个对象"); 
    } 
    }
}


它的运行结果是这样:

• s不等于t,它们不是同一个对象


       只是做了一点改动,结果就和刚刚的例子恰好相反。我们再来分析一下。A和B虽然被定义为常量(只能被赋值 一次),但是它们都没有马上被赋值。在运算出s的值之前,他们何时被赋值,以及被赋予什么样的值,都是个 变数。因此A和B在被赋值之前,性质类似于一个变量。那么s就不能在编译期被确定,而只能在运行时被创建 了。


        由于字符串池中对象的共享能够带来效率的提高,因此我们提倡大家用引号包含文本的方式来创建String对象, 实际上这也是我们在编程中常采用的。
接下来我们再来看看intern()方法,它的定义如下:

public native String intern();



       这是一个本地方法。在调用这个方法时,JAVA虚拟机首先检查字符串池中是否已经存在与该对象值相等对象存 在,如果有则返回字符串池中对象的引用;如果没有,则先在字符串池中创建一个相同值的String对象,然后再 将它的引用返回。


我们来看这段代码:

public class StringInternTest { 
    public static void main(String[] args) { 
        // 使用char数组来初始化a,避免在a被创建之前字符串池中已经存在了值为"abcd"的对象 
        String a = new String(new char[] { 'a', 'b', 'c', 'd' }); 
        String b = a.intern(); 
        if (b == a) { 
            System.out.println("b被加入了字符串池中,没有新建对象");
        } else { 
            System.out.println("b没被加入字符串池中,新建了对象"); 
        } 
    } 
}


运行结果:

 1. b没被加入字符串池中,新建了对象


        如果String类的intern()方法在没有找到相同值的对象时,是把当前对象加入字符串池中,然后返回它的引用的 话,那么b和a指向的就是同一个对象;否则b指向的对象就是JAVA虚拟机在字符串池中新建的,只是它的值与a 相同罢了。上面这段代码的运行结果恰恰印证了这一点。


   最后我们再来说说String对象在JAVA虚拟机(JVM)中的存储,以及字符串池与堆(heap)和栈(stack)的 关系。

   我们首先回顾一下堆和栈的区别:

       • 栈(stack):主要保存基本类型(或者叫内置类型)(char、byte、short、int、long、float、 double、boolean)和对象的引用,数据可以共享,速度仅次于寄存器(register),快于堆。

       • 堆(heap):用于存储对象。
我们查看String类的源码就会发现,它有一个value属性,保存着String对象的值,类型是char[],这也正说明 了字符串就是字符的序列。
           当执行   String a="abc";   时,JAVA虚拟机会在栈中创建三个char型的值 'a' 、 'b'  和  'c',然后在堆中创建一个String对象,它的值(value)是刚才在栈中创建的三个char型值组成的数组{'a','b','c'},最后这个新创建的String对象 会被添加到字符串池中。如果我们接着执行  String b  =  new String("abc");代码, 由于"abc"已经被创建并保存于 字符串池中,因此JAVA虚拟机只会在堆中新创建一个String对象,但是它的值(value)是共享前一行代码执行 时在栈中创建的三个char型值值'a'、'b'和'c'。
说到这里,我们对于篇首提出的  String str  =  new  String("abc") 为什么是创建了两个对象这个问题就已经相当明 了了。

<think> 首先,用户的问题是关于Java中 `String str = new String("abc");` 创建几个对象。我需要基于提供的引用内容来回答。 回顾引用内容: - 引用[1]:提到通过new创建String对象时,会检查字符串常量池。如果池中有"abc",则拷贝一份到堆中;如果没有,则先在池中创建,再拷贝到堆中。最终返回堆中的引用。 - 引用[2]:解释`new String("abc")`可以被看成"abc"和new String(),各创建一个对象。字面量"abc"在池中创建对象(如果不存在),new String()在堆中创建对象。 - 引用[3]:强调`new String("abc")`总是新建一个字符串对象在堆中,不管池中是否存在。效率低于直接字面量赋值。 - 引用[4]:详细说明创建对象的数量取决于池中是否存在"abc"。如果存在,创建1个对象(堆中);如果不存在,创建2个对象(池中和堆中)。 - 引用[5]:类似地,提到`String str = new String("abc")`在池中查找"abc",如果存在则str2引用它,但new操作创建对象。 关键点总结: - `String str = new String("abc");` 可能创建1或2个对象。 - 对象创建位置:字符串常量池(如果"abc"不存在时)和堆(总是创建对象)。 - 数量取决于字符串常量池中是否已有"abc"字面量。 具体数量: - 如果字符串常量池中已有"abc",那么只创建一个对象:在堆中。 - 如果没有,则创建两个对象:一个在池中(字面量"abc"),另一个在堆中(新String对象)。 在回答中,我需要结构化地解释: 1. 先说明语句的行为。 2. 解释对象创建的条件。 3. 给出可能的场景。 4. 基于引用添加引用标识。 最后,生成相关问题。 回答结构: - 先概述核心概念。 - 然后详细解释创建过程。 - 使用列表或分点说明。 - 添加代码示例(如必要)。 - 结束时生成相关问题。 确保使用LaTeX格式:行内用$...$,独立公式用$$...$$,但这里可能不需要复杂公式。如果有变量,用$...$包裹。 问题涉及对象数量,可以用数学表达,如条件语句。 例如: 令 P 表示字符串常量池中存在 "abc"。 - 如果 P 为真,则创建对象数量为 1(堆中)。 - 如果 P 为假,则创建对象数量为 2(池中和堆中)。 在回答中自然融入。 现在,草拟回答: ### 使用 `String str = new String("abc")` 创建对象的数量 在Java中,`String str = new String("abc");` 语句创建对象数量取决于字符串常量池中是否已存在字面量 "abc"。具体分析如下: #### 1. 对象创建机制 - **字符串常量池**:存储字符串字面量,避免重复创建。 - **`new` 关键字**:在堆内存中创建对象。 执行 `new String("abc")` 时: - JVM 首先检查字符串常量池中是否存在 "abc"。 - 如果存在: - 直接创建一个新的 String 对象在堆中,内容为 "abc"。 - **创建对象数量:1个**(堆中的对象)。 - 如果不存在: - 先在字符串常量池中创建 "abc" 对象。 - 然后在堆中创建一个新的 String 对象,拷贝池中的 "abc"。 - **创建对象数量:2个**(池中和堆中各一个)。 #### 2. 数学表达 设 $P$ 为字符串常量池中存在 "abc" 的布尔值: - 如果 $P = \text{true}$,则创建对象数 $N = 1$。 - 如果 $P = \text{false}$,则创建对象数 $N = 2$。 #### 3. 示例场景 - **场景1:池中已有 "abc"** ```java String s1 = "abc"; // 在池中创建或引用"abc" String str = new String("abc"); // 只创建1个对象(堆中) ``` 创建总数:1个[^4]。 - **场景2:池中无 "abc"** ```java String str = new String("abc"); // 创建2个对象:池中"abc"和堆中新对象 ``` 创建总数:2个[^4]。 #### 4. 效率比较 - 直接字面量赋值 `String s = "abc";` 效率更高,因为它可能不创建对象[^3]。 - 而 `new String("abc")` 总是创建至少一个新对象,增加了开销。 ### 相关问题 1. 如何避免使用 `new String()` 导致的不必要对象创建? 2. 字符串常量池在JVM中是如何实现的? 3. `intern()` 方法在字符串操作中起什么作用? 4. 字符串不变性对Java内存管理有何影响? 确保引用: - 在解释中添加引用,如 [^1], [^2], [^4] 等。 </think> ### 使用 `String str = new String("abc")` 创建对象的数量分析 在 Java 中,`String str = new String("abc");` 语句创建对象数量**取决于字符串常量池中是否已存在字面量 `"abc"`**。具体分为两种情况: #### 1. **字符串常量池中已存在 `"abc"` 时** - **创建 1 个对象**: - JVM 检查常量池发现 `"abc"` 已存在,不再创建新字面量对象。 - `new` 关键字在**堆内存中新建一个 String 对象**,内容为 `"abc"`。 - 变量 `str` 引用堆中的新对象地址[^1][^4][^5]。 - **数学表达**: 设 $P$ 表示常量池存在 `"abc"` 的状态($P=\text{true}$),则创建对象数 $N$ 满足: $$ N = 1 \quad (P = \text{true}) $$ #### 2. **字符串常量池中不存在 `"abc"` 时** - **创建 2 个对象**: - JVM 先在**字符串常量池中创建字面量对象 `"abc"`**。 - 随后 `new` 关键字在**堆内存中新建另一个 String 对象**,拷贝池中的内容。 - 变量 `str` 引用堆中的对象地址[^2][^4][^5]。 - **数学表达**: 若 $P=\text{false}$,则: $$ N = 2 \quad (P = \text{false}) $$ #### 关键机制解析 - **字符串常量池的作用**: 避免重复创建相同字面量。首次遇到 `"abc"` 时会在池中创建对象;后续直接复用[^1][^5]。 - **`new` 的行为**: 无论常量池是否存在 `"abc"`,`new` 总是在堆中创建独立的新对象(即使内容相同)[^3][^4]。 - **代码对比示例**: ```java // 场景1:池中无 "abc" → 创建2个对象 String str1 = new String("abc"); // 池中新建"abc" + 堆中新建对象 // 场景2:池中已有 "abc" → 创建1个对象 String s = "abc"; // 池中已存在(或无则创建String str2 = new String("abc"); // 仅堆中新建对象 ``` #### 效率与最佳实践 - **效率问题**: `new String("abc")` 可能创建冗余对象,效率低于直接字面量赋值(如 `String s = "abc"`)[^3]。 - **推荐做法**: 优先使用字面量赋值,除非需要显式隔离对象引用。 > **总结**:对象数量 $N$ 的条件函数为: > $$ > N = \begin{cases} > 1 & \text{if } P = \text{true} \\ > 2 & \text{if } P = \text{false} > \end{cases} > $$ > 其中 $P$ 为常量池存在 `"abc"` 的状态[^4][^5]。 ---
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