Java学习笔记(十四):String类

简介: Java学习笔记(十四):String类

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String类的概述

  

  

  • String类:代表字符串 。是常量,用一对 “” 引起来。它们的值在创建之后不能更改。
  • String是一个final类,不可被继承。
  • String实现了Serializable接口:表示字符串是支持序列化的。

    实现了Comparable接口:表示String可以比较大小。

  • String内部定义了 final char value[] 用于存储字符串数据。
  • String:代表不可变的字符序列。简称:不可变性。

在这里插入图片描述

  
  
  

  

String的不可变性

  

  

  1. String:代表不可变的字符序列。简称:不可变性。

  

    体现:
    
     1. 当对字符串重新赋值时,不能修改原字符串(即不能对原本的value[]进行重新赋值),而是重新指定内存区域再赋值。
    
     2. 当对现有的字符串进行连接操作时,不能使用原有的value[]进行连接并赋值,也需要重新指定内存区域赋值。
     3. 当调用String的replace()方法修改指定字符或字符串时,不能使用原有的value[]进行赋值,也需要重新指定内存区域赋值。
    
    结论:原本的字符串都没变,是通过开辟新空间的方式进行字符串的赋值、连接、替换等操作。

  

  1. 通过字面量的方式(不new的方式)对字符串赋值,此时的字符串值声明在字符串常量池中。
String str1 = "abc";    // 字面量的定义方式

  

  1. 字符串常量池中不会存储相同内容的字符串。 所以如果两个字面量方式赋值的字符串值相等,则地址值相等。
String str1 = "abc";
String str2 = "abc";
System.out.println(str1 == str2);    // true

  
  
  

  

String的两种实例化方式对比

  

  

方式一:通过字面量定义的方式

字符串常量存储在方法区中的字符串常量池里,目的是共享。

字面量方式定义的String是常量,常量在常量池里。

  

方法二:通过 new + 构造器 的方式

字符串非常量对象存储在堆中。

new出来的是对象,对象在堆中。

  

PS:
如果两对象属性相等,则地址值也相等。
如果对象中某属性的值和字符串值相等,则该属性的地址和字符串地址相等,都指向方法区常量池中的那个值。

  

  

//通过字面量定义的方式:此时的s1和s2的数据javaEE声明在方法区中的字符串常量池中。
String s1 = "javaEE";
String s2 = "javaEE";

//通过new + 构造器的方式:此时的s3和s4保存的地址值,是数据在堆空间中开辟空间以后对应的地址值。
String s3 = new String("javaEE");
String s4 = new String("javaEE");

System.out.println(s1 == s2);    // true
System.out.println(s1 == s3);    // false
System.out.println(s1 == s4);    // false
System.out.println(s3 == s4);    // false



Person p1 = new Person("Tom",12);
Person p2 = new Person("Tom",12);
String str5 = "Tom";

// 两对象的属性相等,地址值相等
System.out.println(p1.name.equals(p2.name));    // true
System.out.println(p1.name == p2.name);        // true

// 字符串和对象的属性值相等,地址值相等
System.out.println(str5 == p1.name);        // true

  

  

面试题:String s = new String("abc"); 方式创建对象,在内存中创建了几个对象?

答:两个。
  一个是堆空间中 new创建的对象,另一个是 常量池中 char[](char型数组) 的数据:"abc"

  
  
  

  

String不同拼接操作的对比

  

  

结论:

  1. 常量与常量的拼接结果在常量池中。且常量池中不会存在相同内容的常量。

  

  1. 只要拼接的其中有一个是变量,结果就在堆中。

  

  1. 如果拼接的结果调用 intern() 方法,返回值就在常量池中。

  
PS:final 修饰的是常量。所以不能光看是字母就想当然的以为是变量。

  

String s1 = "javaEE";
String s2 = "hadoop";

String s3 = "javaEEhadoop";
String s4 = "javaEE" + "hadoop";
String s5 = s1 + "hadoop";

// 常量与常量的拼接结果在常量池中,值相等则地址相等
System.out.println(s3 == s4);    // true

// s1是变量,拼接后s5就在堆中;而s3在常量池中,地址不可能相等
System.out.println(s3 == s5);    // false

// s5是拼接的,调用了intern()方法,则s6在常量池中
String s6 = s5.intern();
System.out.println(s3 == s6);    // true
String s1 = "javaEEhadoop";
final String s2 = "javaEE";        // s2用final修饰,常量
String s3 = s2 + "hadoop";
System.out.println(s1 == s3);    // true

  
  
  

  

String、StringBuffer、StringBuilder三者的异同

  

  

能否改变(异) 效率(异) 底层(同)
String 不可变的字符序列 效率最低 底层使用char[]存储
StringBuffer 可变的字符序列 线程安全的,安全性高所以效率低 底层使用char[]存储
StringBuilder 可变的字符序列 线程不安全的,效率高 底层使用char[]存储

  

上面写到了String是不可变的,这里就不再提了。那为什么StringBuffer和StringBuilder就是可变的呢?还是得看源码:

在这里插入图片描述

上面String有final,这里的value可没有final修饰,说明它是可变的。

  

  
关于String、StringBuffer和StringBuilder的源码分析

  
String创建对象时:

String str = new String();    
// char[] value = new char[0];  底层new了个长度为0的char型数组

String str1 = new String("abc");
// char[] value = new char[]{'a','b','c'};  三个元素的char型数组

  
StringBuffer创建对象时:

在这里插入图片描述
StringBuffer的空参构造器,点super

在这里插入图片描述
赋值的value就是char型数组 value

在这里插入图片描述

StringBuffer sb1 = new StringBuffer();
// char[] value = new char[16];   底层创建了一个长度为16 char[] 数组

sb1.append('a'); // value[0] = 'a';
sb1.append('b'); // value[1] = 'b';
sb1.append('c'); // value[2] = 'c';


StringBuffer sb2 = new StringBuffer("abc");
// char[] value = new char["abc".length() + 16];   

// 那此时字符串长度是多少?3还是3+16?
System.out.println(sb2.length());    // 3    长度是3,长度表示数组里存的元素个数;容量才是19

  
StringBuilder和StringBuffer结构一样,不赘述了

  

  
扩容问题:

如果 append字符多于16个,要添加的数据底层数组盛不下了,那就需要扩容底层的数组。

在这里插入图片描述
StringBuffer和StringBuilder都继承了父类的方法
  

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
判断当前数组容量够不够,不够放就要扩容了
  
在这里插入图片描述

<< :位运算符,左移1位,代表乘2

  
结论:默认情况下,扩容为原来容量的 2倍+2 ,同时将原有数组中的元素复制到新的数组中。

  

  

效率对比

  
从高到低:StringBuilder > StringBuffer > String

  

String具有不可变性,每添加一个新的字符就会开辟一块新的空间,然后把新的字符串放进这个新的空间中。因为每一次添加字符都会开辟一个新的空间,所以会导致String的效率很慢。

而StringBuffer和StringBuilder则不同,它们都有多余的数组空间,在字符串长度不大于原数组长度时不会开辟新的空间,而是添加到空余的数组里面,这样就会使其效率高的很多。

再看源码:

在这里插入图片描述

StringBuffer的方法都加了 synchronizied 变成了同步方法,而同步方法自带锁(静态同步方法的锁是当前类本身,非静态同步方法的锁是this),线程安全,但效率低。

  

在这里插入图片描述
StringBuilder的方法都没有synchronizied,没有锁,线程不安全,但效率最高。

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