面试官:String的最大长度是多少?

本文探讨了String在不同状态下的最大长度,包括堆内字符串的最大长度为2^31-1,而字符串常量的最大长度为65534。文章详细解析了背后的原理,并通过实例验证了这些理论。

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之前有提到,指北君在做面试相关的事情。有面试官问了String的最大长度是多少?指北君听到这个问题之后有点懵,还好指北君抗住了。

指北君:面试官你好,可以开始面试了吗?

面试官:你好,那我们现在开始吧。之前我们聊了new object()到底占用多少个字节?看你对JVM有一定的了解。那我今天问问你,一个 String 字符串最大长度是多少?

指北君:从我们平常使用的角度看,String 字符串似乎是没有长度限制。所以也不存在最大长度这个事情。

面试官:真的这样吗?是这样的话,我们今天可以结束了。不用再聊了。

面试官:String的最大长度是多少?

指北君:那等等,我想一下。

指北君大脑中疯狂搜索 String 源代码的相关内容。

面试官:String的最大长度是多少?

指北君终于在String 源码中找到了蛛丝马迹,

public String(char value[], int offset, int count) {
        if (offset < 0) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset);
        }
        if (count <= 0) {
            if (count < 0) {
                throw new StringIndexOutOfBoundsException(count);
            }
            if (offset <= value.length) {
                this.value = "".value;
                return;
            }
        }
        // Note: offset or count might be near -1>>>1.
        if (offset > value.length - count) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset + count);
        }
        this.value = Arrays.copyOfRange(value, offset, offset+count);
    }

指北君:我记得String 源码中有个构造函数,有个count的参数是int类型的。在Java 中,int的最大长度是2^31-1。也就是说 String 的长度最大是2^31-1。

面试官:嗯,没错,这个是理论上的长度吧,实际情况能达到吗?

指北君又陷入了沉思…… 开始计算起存这么大的String需要消耗多大的内存。

面试官:String的最大长度是多少?

指北君:我刚才在脑子里算了下,存储长度2^31-1的字符串需要4GB的内存,也就是说,我们需要有大于4GB的JVM运行内存才行。

2^31-1)*2*16/8/1024/1024/1024 = 4GB

面试官:既然你已经提到了JVM,那String一般都存储在JVM的哪块区域。

指北君:字符串在JVM中的存储分两种情况,我上面说的String ,它是存储在JVM的堆栈中。另外还有字符串常量存储在常量池里面。

面试官:那你觉得常量池中的字符串最大长度是2^31-1吗?

指北君:Java中字符串在常量池中通过CONSTANT_Utf8类型表示。

CONSTANT_Utf8_info {
    u1 tag;
    u2 length;
    u1 bytes[length];
}

指北君:我们只要重点关注bytes[length]即可,length在这里就是代表字符串的长度,length的类型是u2,u2是无符号的16位整数,也就是说最大长度可以做到2^16-1 即 65535。

面试官:String的最大长度是多少?

面试官:按照你说的,我在我的机器上试了一下65535长度的字符串,编译报错了。这是怎么回事呢?

指北君:这是因为javac编译器做了限制,需要length < 65535。所以字符串常量在常量池中的最大长度是65534。你减少1个字符试试看。

面试官:这次编译没问题了。我们今天就先到这里吧。

指北君:好的,我的offer,有戏吗?

面试官:继续努力鸭

面试官:String的最大长度是多少?

总结

今天我们模拟面试了String的最大长度问题。结论是String是有长度限制的,但是不同的状态下,具有不同的长度限制。

  • 字符串常量长度不能超过65534
  • 堆内字符串的长度不超过2^31-1
### 如何获取字符串的长度 在编程领域中,不同语言提供了多种方式来计算字符串的长度。以下是几种常见编程语言中的实现方法。 #### C++ 中的字符串长度获取 C++ 提供了标准库 `std::string` 类型,其内置成员函数 `length()` 或者 `size()` 可用于获取字符串的长度[^2]。下面是一个简单的例子: ```cpp #include <iostream> #include <string> using namespace std; int main() { string s; cin >> s; cout << "The length of the string is: " << s.length() << endl; // 使用 length() return 0; } ``` 上述代码通过输入一个字符串并调用 `.length()` 方法得到字符串的实际长度。 #### Java 中的字符串长度获取 Java 中同样可以通过 `String` 对象的 `length()` 方法来获取字符串的长度[^3]。以下是一段示例代码: ```java public class Main { public static void main(String[] args) { String str = "Hello, world!"; int length = str.length(); System.out.println("Length of the string: " + length); } } ``` 此程序定义了一个字符串对象 `str` 并打印它的长度。 #### Shell 脚本中的字符串长度获取 Shell 脚本支持多种方法来计算字符串长度[^4]。其中一种常见的做法是利用 `${#variable}` 来取得变量所存储字符串的长度。例如: ```bash #!/bin/bash my_string="Example string" len=${#my_string} # 计算 my_string 的长度 echo "The length of the string is $len." ``` 这段脚本展示了如何声明一个字符串变量以及如何使用特殊语法 `${#varname}` 得到这个字符串的长度。 #### Python 中的字符串长度获取 Python 利用了内置函数 `len()` 来方便地获取任何序列类型的长度,包括字符串。如下所示: ```python s = "Sample text here!" print(f"The length of the string is {len(s)}.") # 输出字符串长度 ``` 这里我们看到 Python 是多么简洁明了,在处理字符串时只需简单调用一次 `len()` 即可完成任务。 无论哪种语言都强调了一点——即当涉及到多字节字符集(如 UTF-8)时,实际显示出来的字符数可能不同于底层存储所需的字节数量[^1]。因此开发者需要注意区分逻辑上的“字符数量”与物理层面占用空间大小之间的差异。
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