java-String

目录

 

String 的特点是什么?它有哪些重要的方法?

概念

重要的方法

多构造方法

equals() 比较两个字符串是否相等

compareTo() 比较两个字符串

其他重要方法

知识扩展

 == 和 equals 的区别

final 修饰的好处

String 和 StringBuilder、StringBuffer 的区别

 String 和 JVM

小结

 

String 的特点是什么?它有哪些重要的方法?

概念

JDK 版本 1.8 来说,String 内部实际存储结构为 char 数组,源码如下:

public final class String

    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {

    // 用于存储字符串的值

    private final char value[];

    // 缓存字符串的 hash code

    private int hash; // Default to 0

    // ......其他内容

}

重要的方法

多构造方法

// String 为参数的构造方法

public String(String original) {

    this.value = original.value;

    this.hash = original.hash;

}

// char[] 为参数构造方法

public String(char value[]) {

    this.value = Arrays.copyOf(value, value.length);

}

// StringBuffer 为参数的构造方法

public String(StringBuffer buffer) {

    synchronized(buffer) {

        this.value = Arrays.copyOf(buffer.getValue(), buffer.length());

    }

}

// StringBuilder 为参数的构造方法

public String(StringBuilder builder) {

    this.value = Arrays.copyOf(builder.getValue(), builder.length());

}

其中,比较容易被我们忽略的是以 StringBuffer 和 StringBuilder 为参数的构造函数,因为这三种数据类型,我们通常都是单独使用的,所以这个小细节我们需要特别留意一下。

equals() 比较两个字符串是否相等

public boolean equals(Object anObject) {

    // 对象引用相同直接返回 true

    if (this == anObject) {

        return true;

    }

    // 判断需要对比的值是否为 String 类型,如果不是则直接返回 false

    if (anObject instanceof String) {

        String anotherString = (String)anObject;

        int n = value.length;

        if (n == anotherString.value.length) {

            // 把两个字符串都转换为 char 数组对比

            char v1[] = value;

            char v2[] = anotherString.value;

            int i = 0;

            // 循环比对两个字符串的每一个字符

            while (n-- != 0) {

                // 如果其中有一个字符不相等就 true false,否则继续对比

                if (v1[i] != v2[i])

                    return false;

                i++;

            }

            return true;

        }

    }

    return false;

}

String 类型重写了 Object 中的 equals() 方法,equals() 方法需要传递一个 Object 类型的参数值,在比较时会先通过 instanceof 判断是否为 String 类型,如果不是则会直接返回 false,instanceof 的使用如下:

Object oString = "123";

Object oInt = 123;

System.out.println(oString instanceof String); // 返回 true

System.out.println(oInt instanceof String); // 返回 false

当判断参数为 String 类型之后,会循环对比两个字符串中的每一个字符,当所有字符都相等时返回 true,否则则返回 false。

还有一个和 equals() 比较类似的方法 equalsIgnoreCase(),它是用于忽略字符串的大小写之后进行字符串对比。

compareTo() 比较两个字符串

compareTo() 方法用于比较两个字符串,返回的结果为 int 类型的值,源码如下:

public int compareTo(String anotherString) {

    int len1 = value.length;

    int len2 = anotherString.value.length;

    // 获取到两个字符串长度最短的那个 int 值

    int lim = Math.min(len1, len2);

    char v1[] = value;

    char v2[] = anotherString.value;

    int k = 0;

    // 对比每一个字符

    while (k < lim) {

        char c1 = v1[k];

        char c2 = v2[k];

        if (c1 != c2) {

            // 有字符不相等就返回差值

            return c1 - c2;

        }

        k++;

    }

    return len1 - len2;

}

可以看出 compareTo() 方法和 equals() 方法都是用于比较两个字符串的,但它们有两点不同:

  • equals() 可以接收一个 Object 类型的参数,而 compareTo() 只能接收一个 String 类型的参数;
  • equals() 返回值为 Boolean,而 compareTo() 的返回值则为 int。

其他重要方法

  • indexOf():查询字符串首次出现的下标位置
  • lastIndexOf():查询字符串最后出现的下标位置
  • contains():查询字符串中是否包含另一个字符串
  • toLowerCase():把字符串全部转换成小写
  • toUpperCase():把字符串全部转换成大写
  • length():查询字符串的长度
  • trim():去掉字符串首尾空格
  • replace():替换字符串中的某些字符
  • split():把字符串分割并返回字符串数组
  • join():把字符串数组转为字符串

知识扩展

 == 和 equals 的区别

== 对于基本数据类型来说,是用于比较 “值”是否相等的;而对于引用类型来说,是用于比较引用地址是否相同的。

查看源码我们可以知道 Object 中也有 equals()  方法,源码如下:

public boolean equals(Object obj) {

    return (this == obj);

}

可以看出,Object 中的 equals() 方法其实就是 ==,而 String 重写了 equals() 方法把它修改成比较两个字符串的值是否相等。源码如下:

public boolean equals(Object anObject) {

    // 对象引用相同直接返回 true

    if (this == anObject) {

        return true;

    }

    // 判断需要对比的值是否为 String 类型,如果不是则直接返回 false

    if (anObject instanceof String) {

        String anotherString = (String)anObject;

        int n = value.length;

        if (n == anotherString.value.length) {

            // 把两个字符串都转换为 char 数组对比

            char v1[] = value;

            char v2[] = anotherString.value;

            int i = 0;

            // 循环比对两个字符串的每一个字符

            while (n-- != 0) {

                // 如果其中有一个字符不相等就 true false,否则继续对比

                if (v1[i] != v2[i])

                    return false;

                i++;

            }

            return true;

        }

    }

    return false;

}

final 修饰的好处

使用 final 修饰的第一个好处是安全;第二个好处是高效,以 JVM 中的字符串常量池来举例,如下两个变量:

String s1 = "java";

String s2 = "java";

只有字符串是不可变时,我们才能实现字符串常量池,字符串常量池可以为我们缓存字符串,提高程序的运行效率,如下图所示:

试想一下如果 String 是可变的,那当 s1 的值修改之后,s2 的值也跟着改变了,这样就和我们预期的结果不相符了,因此也就没有办法实现字符串常量池的功能了。

String 和 StringBuilder、StringBuffer 的区别

因为 String 类型是不可变的,所以在字符串拼接的时候如果使用 String 的话性能会很低,因此我们就需要使用另一个数据类型 StringBuffer,它提供了 append 和 insert 方法可用于字符串的拼接,它使用 synchronized 来保证线程安全,如下源码所示:

@Override

public synchronized StringBuffer append(Object obj) {

    toStringCache = null;

    super.append(String.valueOf(obj));

    return this;

}



@Override

public synchronized StringBuffer append(String str) {

    toStringCache = null;

    super.append(str);

    return this;

}

因为它使用了 synchronized 来保证线程安全,所以性能不是很高,于是在 JDK 1.5 就有了 StringBuilder,它同样提供了 append 和 insert 的拼接方法,但它没有使用 synchronized 来修饰,因此在性能上要优于 StringBuffer,所以在非并发操作的环境下可使用 StringBuilder 来进行字符串拼接。

 String 和 JVM

String 常见的创建方式有两种,new String() 的方式和直接赋值的方式,直接赋值的方式会先去字符串常量池中查找是否已经有此值,如果有则把引用地址直接指向此值,否则会先在常量池中创建,然后再把引用指向此值;而 new String() 的方式一定会先在堆上创建一个字符串对象,然后再去常量池中查询此字符串的值是否已经存在,如果不存在会先在常量池中创建此字符串,然后把引用的值指向此字符串,如下代码所示:

String s1 = new String("Java");

String s2 = s1.intern();

String s3 = "Java";

System.out.println(s1 == s2); // false

System.out.println(s2 == s3); // true

它们在 JVM 存储的位置,如下图所示:

JDK 1.7 之后把永生代换成的元空间,把字符串常量池从方法区移到了 Java 堆上。除此之外编译器还会对 String 字符串做一些优化,例如以下代码:

String s1 = "Ja" + "va";

String s2 = "Java";

System.out.println(s1 == s2); // true

虽然 s1 拼接了多个字符串,但对比的结果却是 true,我们使用反编译工具,看到的结果如下:

Compiled from "StringExample.java"

public class com.lagou.interview.StringExample {

  public com.lagou.interview.StringExample();

    Code:

       0: aload_0

       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V

       4: return

    LineNumberTable:

      line 3: 0



  public static void main(java.lang.String[]);

    Code:

       0: ldc           #2                  // String Java

       2: astore_1

       3: ldc           #2                  // String Java

       5: astore_2

       6: getstatic     #3                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;

       9: aload_1

      10: aload_2

      11: if_acmpne     18

      14: iconst_1

      15: goto          19

      18: iconst_0

      19: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.println:(Z)V

      22: return

    LineNumberTable:

      line 5: 0

      line 6: 3

      line 7: 6

      line 8: 22

}

从编译代码 #2 可以看出,代码 "Ja"+"va" 被直接编译成了 "Java" ,因此 s1==s2 的结果才是 true,这就是编译器对字符串优化的结果。

小结

主要讲了 String 的构造方法、equals() 方法和 compareTo() 方法,其中 equals() 重写了 Object 的 equals() 方法,把引用对比改成了字符串值对比,也介绍了 final 修饰 String 的好处,可以提高效率和增强安全性,同时我们还介绍了 String 和 JVM 的一些执行细节。

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