Java基礎學(xué)習之字符串知識總結

目錄

一、前言

字符串是多個(gè)字符連接起來(lái)組合成的字符序列。字符串分為可變的字符串和不可變的字符串兩種。

（1）不可變的字符串：當字符串對象創(chuàng )建完畢之后，該對象的內容(上述的字符序列)是不能改變的，一旦內容改變就會(huì )創(chuàng )建一個(gè)新的字符串對象。Java中的String類(lèi)的對象就是不可變的。

（2）可變的字符串：StringBuilder類(lèi)和StringBuffer類(lèi)的對象就是可變的；當對象創(chuàng )建完畢之后，該對象的內容發(fā)生改變時(shí)不會(huì )創(chuàng )建新的對象，也就是說(shuō)對象的內容可以發(fā)生改變，當對象的內容發(fā)生改變時(shí)，對象保持不變，還是同一個(gè)。

String、StringBuffer、StringBuilder 都實(shí)現了 CharSequence 接口，字符串在底層其實(shí)就是char[]，雖然它們都與字符串相關(guān)，但是其處理機制不同。

二、String 類(lèi)（字符串常量）

String類(lèi)表示不可變的字符串，當前String類(lèi)對象創(chuàng )建完畢之后，該對象的內容(字符序列)是不變的，因為內容一旦改變就會(huì )創(chuàng )建一個(gè)一個(gè)新的對象。

String 類(lèi)是final類(lèi)，不可以繼承。對String類(lèi)型最好的重用方式是組合而不是繼承。

2.1 String 類(lèi)實(shí)例的創(chuàng )建

方式一：通過(guò)字面量賦值創(chuàng )建，需要注意這里是雙引號：""，區別與字符char類(lèi)型的單引號：''；

String s1 = "laofu";

方式二：通過(guò)構造器創(chuàng )建;

String s2 = new String(“l(fā)aofu”);

兩種方式的區別：

方式一：String s1 = “l(fā)aofu”;

有可能只創(chuàng )建一個(gè)String對象，也有可能創(chuàng )建不創(chuàng )建String對象；如果在常量池中已經(jīng)存在”laofu”，那么對象s1會(huì )直接引用，不會(huì )創(chuàng )建新的String對象；否則，會(huì )先在常量池先創(chuàng )建常量”laofu”的內存空間，然后再引用。

方式二：String s2 = new String(“l(fā)aofu”);

最多會(huì )創(chuàng )建兩個(gè)String對象，最少創(chuàng )建一個(gè)String對象?？墒褂胣ew關(guān)鍵字創(chuàng )建對象是會(huì )在堆空間創(chuàng )建內存區域，這是第一個(gè)對象；然后對象中的字符串字面量可能會(huì )創(chuàng )建第二個(gè)對象，而第二個(gè)對象如方式一中所描述的那樣，是有可能會(huì )不被創(chuàng )建的，所以至少創(chuàng )建一個(gè)String個(gè)對象。

上圖中的常量池：用于存儲常量的地方內存區域，位于方法區中。常量池又分為編譯常量池和運行常量池兩種：

編譯常量池：當把字節碼加載進(jìn)JVM的時(shí)候，其中存儲的是字節碼的相關(guān)信息（如：行號等）。

運行常量池：其中存儲的是代碼中的常量數據。

① 使用字符串字面量創(chuàng )建的字符串，也就是單獨使用""引號創(chuàng )建的字符串都是直接量，在編譯期就會(huì )將其存儲到常量池中；

② 使用new String("")創(chuàng )建的對象會(huì )存儲到堆內存中，在運行期才創(chuàng )建；

③ 使用只包含直接量的字符串連接符如"aa" + "bb"創(chuàng )建的也是直接量，這樣的字符串在編譯期就能確定，所以也會(huì )存儲到常量池中；

④ 使用包含String直接量的字符串表達式(如"aa" + s1)創(chuàng )建的對象是運行期才創(chuàng )建的，對象存儲在堆中，因為其底層是創(chuàng )新了StringBuilder對象來(lái)實(shí)現拼接的；

2.2 String 對象的比較

① 使用”==”號：用于比較對象引用的內存地址是否相同

② 使用equals方法：在Object類(lèi)中和”==”號相同，但在自定義類(lèi)中，建議覆蓋equals方法去實(shí)現比較自己內容的細節；由于String類(lèi)覆蓋已經(jīng)覆蓋了equals方法，所以其比較的是字符串內容。

2.3 String對象的空值

① 對象引用為空， 此時(shí)s1沒(méi)有初始化，也在JVM中沒(méi)有分配內存空間。

String s1 = null; 

② 對象內容為空字符串， 比如： 此時(shí)對象s2已經(jīng)初始化，值為“”，JVM已經(jīng)為其分配內存空間。

String s2 = "";

2.4 字符串拼接

Java中的字符串可以通過(guò)是“+”實(shí)現拼接，那么代碼中字符串拼接在JVM中又是如何處理的呢？我們通過(guò)一個(gè)例子說(shuō)明：通過(guò)比較拼接字符串代碼編譯前后的代碼來(lái)查看JVM對字符串拼接的處理。

JVM會(huì )對字符串拼接做一些優(yōu)化操作。

① 如果字符串字面量之間的拼接（如"aa" + “bb”），創(chuàng )建的也是直接量，這種情況在編譯期就能確定，所以也會(huì )存儲到常量池中；

② 如果是對象之間拼接，或者是對象和字面量之間的拼接，亦或是方法執行結果參與拼接，String內部會(huì )使用StringBuilder先來(lái)獲取對象的值，然后使用append方法來(lái)執行拼接。這種情況只能在運行期才能確定變量的值和方法的返回值。

三、StringBuilder 與 StringBuffer（字符串變量）

StringBuffer 和 StringBuilder都表示可變的字符串，兩種的功能方法都是相同的。但唯一的區別：

（1）StringBuffer：StringBuffer中的方法都使用了synchronized修飾符，表示同步操作，在多線(xiàn)程并發(fā)的時(shí)候可以保證線(xiàn)程安全，但在保證線(xiàn)程安全的時(shí)候，對其性能有一定影響，會(huì )降低其性能。

（2）StringBuilder：StringBuilder中的方法都沒(méi)有使用了synchronized修飾符，線(xiàn)程不安全，正因為如此，其性能較高。

對并發(fā)安全沒(méi)有很高要求的情況下，建議使用StringBuilder，因為其性能很高。

四、String、StringBuilder 與 StringBuffer

（1）由于 String 類(lèi)的操作是產(chǎn)生新的 String 對象，而 StringBuilder 和 StringBuffer 只是一個(gè)字符數組的擴容而已，所以 String 類(lèi)的操作要遠慢于 StringBuffer 和 StringBuilder。

大部分情況下：StringBuilder > StringBuffer > String

String 類(lèi)型和 StringBuffer 類(lèi)型的主要性能區別其實(shí)在于 String 是不可變的對象, 因此在每次對 String類(lèi)型進(jìn)行改變的時(shí)候其實(shí)都等同于生成了一個(gè)新的 String 對象，然后將指針指向新的 String 對象。每次生成對象都會(huì )對系統性能產(chǎn)生影響，特別當內存中無(wú)引用對象多了以后， JVM 的 GC 就會(huì )開(kāi)始工作，那速度是一定會(huì )相當慢的。

而如果是使用 StringBuffer 類(lèi)則結果就不一樣了，每次結果都會(huì )對 StringBuffer 對象本身進(jìn)行操作，而不是生成新的對象，再改變對象引用。

（2）使用選擇

使用 String 類(lèi)的場(chǎng)景：在字符串不經(jīng)常變化的場(chǎng)景中可以使用 String 類(lèi)，例如常量的聲明、少量的變量運算。

使用 StringBuffer 類(lèi)的場(chǎng)景：在頻繁進(jìn)行字符串運算（如拼接、替換、刪除等），并且運行在多線(xiàn)程環(huán)境中，則可以考慮使用 StringBuffer，例如 XML 解析、HTTP 參數解析和封裝。

使用 StringBuilder 類(lèi)的場(chǎng)景：在頻繁進(jìn)行字符串運算（如拼接、替換、和刪除等），并且運行在單線(xiàn)程的環(huán)境中，則可以考慮使用 StringBuilder，如 SQL 語(yǔ)句的拼裝、JSON 封裝等。

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