浅谈字符串操作类

2019-12-24 | 阅读：次

String类简介：

String类是Java基本数据类型 char 的包装类，String不是Java基本数据类型。

String 类代表字符串，它的内部是使用了 char[] （被final修饰）数组实现的。Java 程序中的所有字符串字面值（如 “abc” ）都作为此类的实例来实现。字符串是常量；它们的值在创建之后不能改变（不能改变是指不能给一个字符串常量重新赋值，如 “a” = “b” 会出现编译时错误）。字符串缓冲区(StringBuffer、StringBuilder)支持可变的字符串。因为 String 对象是不可变的，所以可以共享它们（内存中只有一份）。

String类是Java中非常基本的类，面试中也经常能遇到关于它的问题。如：下面这行代码一共创建了几个对象？

	String s = new String("hu");

那么我们来分析，这句代码是使用String类的有参构造 public String(String original){…}，并传入字符串常量 “hu” 作为参数创建了一个对象；并声明了一个String类型的变量 s 来指向该对象。首先看等号左边，String s 是一个引用，存放在内存中的栈（栈、堆和常量池都是内存中的一部分容器）中，它不是对象。其次是等号右边，new String()是一个对象，它是在内存中的堆中开辟了一个空间用来储存该对象。new String()中传入的字符串常量 “hu” 也是一个对象，它存放在内存中的常量池中。那么这行代码总共就创建了两个对象，一个是new String()，一个是字符串常量 “hu” 。其中，new String()的值指向的也是常量池中的 “hu” ，也就是说内存中只有一个 “hu”。

上面那个面试题其实并不能很好的突显出String类的特性。接下来看看下面这个面试题：下面这行代码一共创建了几个对象？

	String s = "hu" + "12340";

在了解了上一道面试题后，这个题就简单了很多。首先，”hu” 和 “12340” 是两个字符串常量，也就是两个对象。这个题的考点在于，String 对象是不可变的。”hu” 和 “12340” 两个字符串的拼接并不是简单的将两个字符串连起来。因为String对象不可修改，所以只能新创建一个字符串对象来承接它们拼接后的结果，即 “hu12340”。它们两个常量的拼接并不会对自身产生改变，它们还是存在于常量池中。这时，常量池中有 ”hu“ 、”12340“和 ”hu12340“ 。也就是说，这行代码共创建了三个对象。

StringBuffer和StringBuilder：

既然String对象是不可改变的，那么如果遇到大量或循环的字符串拼接，岂不是要一直在常量池中添加元素吗。显然这样会造成内存的大量浪费，有这样的需求，也就会有其解决方法。StringBuffer和StringBuilder也是字符串操作类，它们都是AbstractStringBuilder抽象类的直接子类。StringBuffer和StringBuilder的区别在于：StringBuffer是线程安全的，它内部的很多方法都加了synchronized关键字。它们在用法上并没有太大区别，但因为StringBuffer的大多方法上加了同步锁，所以在效率上比StringBuilder低。AbstractStringBuilder是一个抽象类，它对字符串的操作也是通过 char[] 数组实现的。与Stirng类不同的是，它内部的 char[] 数组并没有被final关键字修饰。也就是说，它是可变的。

StringBuilder和StringBuffer在对字符串的拼接上与String类是有区别的，它们并不是使用 + 在进行拼接的。因为直接使用 + 来进行拼接的话，又会创建出新的字符串对象，那么就和直接只用Stirng类没什么区别了。它们的字符串拼接是通过调用append() 方法。

public static void main(String[] args) {
    //StringBuffer的用法与StringBuilder几乎一致
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    System.out.println(sb);
    sb.append("hu");
    System.out.println(sb);
    sb.append("12340");
    System.out.println(sb);
    sb.append(".vip");
    System.out.println(sb);
}

通过StringBuilder或StringBuffer的append方法实现的字符串拼接，都是在对它自身进行修改。如上代码中的对象有 “hu”、“12340”、“.vip”和newStringBuilder()，在常量池中并没有拼接后的 ”hu12340“和”hu12340.vip“。那么趁热看下下面这个题：下面的代码中共创建了几个对象，控制台打印出什么？

public static void main(String[] args) {
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    StringBuilder hu = sb.append("hu");
    StringBuilder hu13240 = hu.append("12340");
    StringBuilder hu12340vip = hu13240.append(".vip");
    System.out.println(hu12340vip);
    System.out.println(sb == hu12340vip);
}

那么首先，”hu“、”12340“ 和 ”.vip“ 是字符串常量，即三个对象。new StringBuilder() 新建一个StringBuilder对象，也是一个对象。剩下的 sb、hu、hu12340和hu12340vip都是声明的引用，并不是对象。所以一共有四个对象。

StringBuilder或StringBuffer的append方法都有返回值，返回的都是StringBuilder或StringBuffer对象。那么，这个方法返回的对象是否是新的对象呢？答案是否。从AbstractStringBuilder中的参数为String的append方法的实现中，可以看到return的是this 即自身。那么该方法返回的对象并不是新的对象，而是本身。所以引用sb和引用hu12340vip都是指向的同一个对象， sb == hu12340vip 为true。

public AbstractStringBuilder append(String var1) {
    if (var1 == null) {
        return this.appendNull();
    } else {
        int var2 = var1.length();
        this.ensureCapacityInternal(this.count + var2);
        var1.getChars(0, var2, this.value, this.count);
        this.count += var2;
        return this;
    }
}