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Java String类源码解析

String直接继承Object

含有一个char[] value,还有一个int hash默认值为0

new String()的构造产生的是一个值为””的字符数组

String(char value[], int offset, int count)当count=0且offset<=value.length时构造一个值为””的字符串。offset>0且offset+count<=value.length时复制该部分子串。其余情况都会抛错。

字符数据类型是一个采用UTF-16编码表示Unicode代码点的代码单元。大多数的常用Unicode字符使用一个代码单元就可以表示,而辅助字符需要一对代码单元表示。而length返回的是UTF-16下的代码单元的数量,而codePointCount返回的是代码点的数量。对于大部分人工输入的字符,这两者是相等的,会出现length比codePointCount长的通常是某些数学或者机器符号,需要两个代码单元来表示一个代码点。

对于返回char[]的方法,底层调用的是System.arraycopy方法,这也是高效的数组拷贝函数。

getBytes方法会调用StringCoding.encode返回序列化后的byte[]

关于String a == String b的判断,是指a和b指向内存中的同一个对象,凡是new String初始化的对象,都不会产生a==b的情况,因为他会新开辟一个对象空间,然后复制value的值,仅当b=a初始化时a==b成立。

public static void main(String args[]) { String a, b; a = "123"; b = "123"; System.out.println(a==b);//true a = "123"; b = new String("123"); System.out.println(a==b);//false a = new String("123"); b = new String("123"); System.out.println(a==b);//false a = "123"; b = new String(a); System.out.println(a==b);//false a = new String("123"); b = a; System.out.println(a==b);//true }

而a.equals(b)先判断a == b是否成立,再判断b是否是String类,然后逐个比较value数组的值是否相等。equalsIgnoreCase在此基础上忽略大小写的区别

a.compareTo(b)比较a和b第一个不相等字符的差值,若都相等则比较长度差值。compareToIgnoreCase多一个忽略大小写的区别。regionMatches(int toffset, String other, int ooffset, int len)则是比较a从toffset开始和other从ooffset开始长度为len的部分是否相等。

startsWith(String prefix, int toffset)字符串从tooffset位置开始和prefix是否相等。endsWith(String suffix)字符串结尾和suffix等长部分是否相等。

hashCode()调用时,若hash值为0且字符串长度不为0,则要计算hash值,方法是value数组化为31进制

indexOf是返回第一个出现的指定值的位置,可以通过fromIndex来指定开始查找的位置,而indexOfSupplementary是忽略大小写的该方法。lastIndexOf则是从尾部开始查找最后一个。

substring根据指定的位置返回一个新的子字符串,若指定位置不符合原字符串的长度,则抛错。

a.concat(String str)新建一个字符串内容是a+str并返回,不会修改a原本的值

public static void main(String args[]) { String a, b; a = "123"; b = "123"; a.concat(b); System.out.println(a);//123 System.out.println(a.concat(b));//123123 a = a.concat(b); System.out.println(a);//123123 }

replace(char oldChar, char newChar)生成一个新的字符串,将原字符串中的oldChar字符全部替换为newChar,不会改变原字符串的值。replaceAll(String regex, String replacement)和前一个方法相比,参数regex是正则表达式,其余相同。

public static void main(String args[]) { String a; a = "12131"; a.replace("1", "a"); System.out.println(a);//12131 a = a.replace("1", "a"); System.out.println(a);//a2a3a }

split(String regex, int limit)将字符串按照给定的正则表达式分割为字符串组,limit是分割产生的数组最大数量,对于多余部分不做分割全部保留在最后一个字符串中。

public static void main(String args[]) { String a; a = "1,2,3,4"; String[] b = a.split(","); for(String t : b){ System.out.print(t + " ");//1 2 3 4 } System.out.println(""); String[] c = a.split(",", 3); for(String t : c){ System.out.print(t + " ");//1 2 3,4 } }

toCharArray()复制出一个新的char[]而不是直接返回value

trim()生成一个新的字符串,去掉头部的所有空格

public native String intern()这个方法的作用是在常量池当中寻找是否已经存在该字符串,若已存在则返回该引用,若不存在则在常量池新建。从上面的源码分析中,我们可以看出String的所有操作都是返回一个新的字符串,对自身是没有修改的,String被设计为一个不可变的final对象,理由有以下几点:

1. 字符串常量池的需要。字符串常量池的诞生是为了提升效率和减少内存分配。、因为String的不可变性,常量池很容易被管理和优化。

2. 安全性考虑。正因为使用字符串的场景如此之多,所以设计成不可变可以有效的防止字符串被有意或者无意的篡改。(通过反射或者Unsafe直接操作内存的手段也可以实现对所谓不可变String的修改)。

3. 作为HashMap、HashTable等hash型数据key的必要。因为不可变的设计,jvm底层很容易在缓存String对象的时候缓存其hashcode,这样在执行效率上会大大提升。

public static void main(String args[]) { String a, b; a = "123"; b = new String(a).intern(); System.out.println(a == b);//true a = "12" + "3"; b = "123"; System.out.println(a == b);//true a = "12" + "3"; b = new String("123"); System.out.println(a == b);//false a = "12" + "3"; b = new String("123").intern(); System.out.println(a == b);//true a = new String("123"); b = a.intern(); System.out.println(a == b);//false }

从上面一段代码的运行结果我们可以看到,intern()会从常量池寻找指定的字符串,指向同一个常量池对象的时候,a==b就是成立的。这里说明一下最后一个case,首先常量池存在了”123”,然后a获得的引用是另一个”123”(因为是new String得到的对象),而b得到的是常量池中第一个”123”的引用,所以a!=b。对于字符串相加的操作"12" + "3",操作过后常量池内会有3个字符串,"12"  "3" “123”

 

欢迎阅读本文章: 陶永亮

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