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String - JDK 1.8.0131
一、类定义
1.源码
public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence
2.分析
a.类定义由final修饰,String 类不可继承
b.实现 Serializable 接口,表示 String 是序列化,String 修饰的内容的状态会保存在内存中
c.实现 Comparable 接口,实现该接口中的字符串比较方法
d.实现 CharSequence 接口,字符串实质是一个 char[]
3.总结
- String 对象的内容是不可变的,所以String是线程安全的
- 任何字符串内容的改变都将返回新的字符串,而原字符串保持不变
4.设计模式
享元模式
二、类的注释
1.源码
/** * <p><blockquote><pre> * String str = "abc"; * </pre></blockquote><p> * is equivalent to: * <p><blockquote><pre> * char data[] = {'a', 'b', 'c'}; * String str = new String(data); * </pre></blockquote><p> */
String str = "abc" ;
<==>
char data[] = {'a', 'b', 'c'};
String str = new String(data);
2.分析
a.str 是引用,存在栈中,其存储指向对象"abc"在堆中的位置;
b.堆中的对象"abc",实质为拥有如下属性的对象
- char [] data
- int offset
- int count
- int hash
c.char [] data 依然是一个引用,其存储的是指向堆中另外一块存储 {'a','b','c'}的堆中空间的地址
三、成员变量
1.源码
/** The value is used for character storage. */ // 字符串实质是 char 类型的数组 private final char value[]; /** The offset is the first index of the storage that is used. */ // 指定 数组中需要使用的元素的第一个位置,默认 0,截取使用子串时,指定起始位置 private final int offset; /** The count is the number of characters in the String. */ // 字符串的长度 private final int count; /** Cache the hash code for the string */ // 字符串的 hash 值 private int hash; // Default to 0 /** use serialVersionUID from JDK 1.0.2 for interoperability */ // 继承 Serializable 时,Eclipse 编译器提示生成唯一性的标识 private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L;
2.分析
2.1 String的对象不可变但引用可变
字符串实质是 char [] 即char 类型的数据,且使用 final 修饰,说明字符串是不可变的
字符串不可改变是指字符串的对象不可变;而字符串的引用是可以改变的;
String str = "a" ; str = "b" ;
对象 "a" 的内容并没有改变,而是 str 中存放的指向堆中对象的地址的值变了。即原来存储的是 "a" 所在的地址,现在指向了 "b" 的地址。
每次的重新赋值都会生成一个新的String对象。原有的String对象等待GC回收。
生成新对象的 char [] value 是对原参数(传入参数)的copy后进行操作,所以对原有字符串的修改不会影响到调用String类中方法得到的返回值。
2.2 实现 Serializable 接口作用
Serializable
2.3 hash值计算
/** * Returns a hash code for this string. The hash code for a * <code>String</code> object is computed as * <blockquote><pre> * s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + ... + s[n-1] * </pre></blockquote> * using <code>int</code> arithmetic, where <code>s[i]</code> is the * <i>i</i>th character of the string, <code>n</code> is the length of * the string, and <code>^</code> indicates exponentiation. * (The hash value of the empty string is zero.) * * @return a hash code value for this object. */ public int hashCode() { int h = hash; if (h == 0) { int off = offset; char val[] = value; int len = count; for (int i = 0; i < len; i++) { h = 31*h + val[off++]; } hash = h; } return h; }
总结:
String str ==> char[] data
hash = data[0] * 31 ^ (n-1 )+ data[1]*31^(n-2)+...+data[n-1]
data[0] 表示该字符的 ascii 值对应的十进制数值
public static void main(String[] args) { String a = "123"; System.out.println(a.hashCode()); // 48690 }
分析:
h1 = 31 * 0 + 49 (49 是 1 对应的 ascii 值)
h2 = 31 * 49 + 50
h3 = 31 * ( 31 * 49 + 50 ) + 51
= 31 ^ (3 -1) * 49 + 31 ^(3 -2)*50 + 31 ^(3-3)*51
作用:
相同前缀的字符串生成的hash值要相邻,便于比较、查找
关于hashCode()计算过程中,为什么使用了数字31,主要有以下原因:
1、使用质数计算哈希码,由于质数的特性,它与其他数字相乘之后,计算结果唯一的概率更大,哈希冲突的概率更小。
2、使用的质数越大,哈希冲突的概率越小,但是计算的速度也越慢;31是哈希冲突和性能的折中,实际上是实验观测的结果。
3、JVM会自动对31进行优化:31 * i == (i << 5) – i
详解 equals() 方法和 hashCode() 方法
四、构造方法
1.无参数构造方法
/** * Initializes a newly created {@code String} object so that it represents * an empty character sequence. Note that use of this constructor is * unnecessary since Strings are immutable. */ // 无参构造函数 public String() { this.offset = 0; this.count = 0; this.value = new char[0]; }
2.参数为字符串
/** * Initializes a newly created {@code String} object so that it represents * the same sequence of characters as the argument; in other words, the * newly created string is a copy of the argument string. Unless an * explicit copy of {@code original} is needed, use of this constructor is * unnecessary since Strings are immutable. * * @param original * A {@code String} */ public String(String original) { int size = original.count; char[] originalValue = original.value; char[] v; if (originalValue.length > size) { // The array representing the String is bigger than the new // String itself. Perhaps this constructor is being called // in order to trim the baggage, so make a copy of the array. int off = original.offset; v = Arrays.copyOfRange(originalValue, off, off+size); } else { // The array representing the String is the same // size as the String, so no point in making a copy. v = originalValue; } this.offset = 0; this.count = size; this.value = v; }
解析:originalValue.length > size 的情况
/** * Returns a new string that is a substring of this string. The * substring begins at the specified <code>beginIndex</code> and * extends to the character at index <code>endIndex - 1</code>. * Thus the length of the substring is <code>endIndex-beginIndex</code>. * <p> * Examples: * <blockquote><pre> * "hamburger".substring(4, 8) returns "urge" * "smiles".substring(1, 5) returns "mile" * </pre></blockquote> * * @param beginIndex the beginning index, inclusive. * @param endIndex the ending index, exclusive. * @return the specified substring. * @exception IndexOutOfBoundsException if the * <code>beginIndex</code> is negative, or * <code>endIndex</code> is larger than the length of * this <code>String</code> object, or * <code>beginIndex</code> is larger than * <code>endIndex</code>. */ public String substring(int beginIndex, int endIndex) { if (beginIndex < 0) { throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex); } if (endIndex > count) { throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex); } if (beginIndex > endIndex) { throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex - beginIndex); } return ((beginIndex == 0) && (endIndex == count)) ? this : new String(offset + beginIndex, endIndex - beginIndex, value); }
当调用截取字符串的子串的方法时,
return new String 时 value 依然是原字符串的 char [] 数组
举例:
String str = "abcde"; // char [] value = {'a','b','c','d','e'}; // offset = 0 ; 起始位置 // count = 5 String strSub = str.substring(0,3); // 此时的 char [] value 依然是 str 的 char [] value // offset = 0 // count = 3 String strSubNew = new String(strSub); // char [] value 的长度 为 5 // count = 3 // 所以 char [] data 的长度会大于 string str 的长度
3.参数为字符数组
public String(char value[]) { int size = value.length; this.offset = 0; this.count = size; this.value = Arrays.copyOf(value, size); }
返回的是当前字符数组的拷贝,原数组的变更,不会对新的字符串产生影响。
4.参数为字符数组、起始位置、截止位置
public String(char value[], int offset, int count) { if (offset < 0) { throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset); } if (count < 0) { throw new StringIndexOutOfBoundsException(count); } // Note: offset or count might be near -1>>>1. if (offset > value.length - count) { throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset + count); } this.offset = 0; this.count = count; this.value = Arrays.copyOfRange(value, offset, offset+count); }
相比与上一个构造方法,多了一步起始位置是否大于 字符串长度减去需要截止长度
的校验
五、substring()
截取子字符串
1.一个参数:起始位置
public String substring(int beginIndex) { // 结束位置:默认字符串长度 return substring(beginIndex, count); }
String s = "0123456789"; System.out.println(s.substring(2));// 2 - 9
2.两个参数:起始位置,结束位置
public String substring(int beginIndex, int endIndex) { if (beginIndex < 0) { throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex); } if (endIndex > count) { throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex); } if (beginIndex > endIndex) { throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex - beginIndex); } return ((beginIndex == 0) && (endIndex == count)) ? this : new String(offset + beginIndex, endIndex - beginIndex, value); }
String s = "0123456789"; System.out.println(s.substring(2));// 2 - 9 System.out.println(s.substring(3,6)); // 3 -5
总结:
0.起始位置,从0开始
1.字符串截取,包含头部,不包含尾部,即[a,b) 左开右闭的集合
分析:System.out.println(s.substring(3,6)); 的结果不是 3 到 6 ,而是 3 到 5
由 源码上分析 new String(0+3,3,value);
调用 new String
String(int offset, int count, char value[]) { this.value = value; this.offset = offset; this.count = count; }
public String(String original) { int size = original.count; char[] originalValue = original.value; char[] v; if (originalValue.length > size) { // The array representing the String is bigger than the new // String itself. Perhaps this constructor is being called // in order to trim the baggage, so make a copy of the array. int off = original.offset; v = Arrays.copyOfRange(originalValue, off, off+size); } else { // The array representing the String is the same // size as the String, so no point in making a copy. v = originalValue; } this.offset = 0; this.count = size; this.value = v; }
v = Arrays.copyOfRange(originalValue, off, off+size);
==> Arrays.copyOfRange(originalValue, 3, 6);
调用
public static char[] copyOfRange(char[] original, int from, int to) { int newLength = to - from; if (newLength < 0) throw new IllegalArgumentException(from + " > " + to); char[] copy = new char[newLength]; System.arraycopy(original, from, copy, 0, Math.min(original.length - from, newLength)); return copy; }
System.arraycopy(original, from, copy, 0,
Math.min(original.length - from, newLength));
==》 System.arraycopy(original, from, copy, 0,3 ); // 长度是3
即:char [] data = {'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9'};
substring(3,6);是从 data[3] 开始取值,长度是 6 -3 ,data[3] data[4] data[5],
而不包含 data[6]
六、两种构造方式
1.
String str = "a" ;
String str = new String("a");
2.
前者生成一个对象,判断字符串常量池是否已存在 "a" ,若不存在,则在常量池中存入 "a";若存在则直接取到常量池中 "a" 的地址
后者
String str = "a" ; str = new String("a");
先去常量值中查找是否已经存在 "a" ,无则生成一个对象 "a" ; 有则,直接取出;
在堆中开辟一个空间,内容为 "a" , str 中存放堆中对象 "a" 的地址;
常量池中的 "a" 对象,等待GC回收。
七、intern()
1.源码
// 如果字符串常量池中已经有了此字符串,则直接返回;否则,在常量池中加入此字符串,并返回此对象的引用 public native String intern();
2.测试
String str2 = new String("a"); String str1 = "a" ; System.out.println(str1 == str2 ); System.out.println(str1 == str2.intern());
str1 == str2 ; 结果为 false ,
str1 存储的是常量池中 "a" 的地址引用
str2 存储的是堆中对象 "a" 的地址引用,一定不等;
str1 == str2.intern() ; 从常量池中取出 str2 指向的 "a" 的地址
str1.equals(str2) 两者 的内容相同,所以在常量池中都指向了 "a" 的地址,所以为true
八、+ 连接操作
1.源码
String s1 = "a" ; String s2 = "a" + "b" ; String s3 = "a" + 1 + 2 ; // 编译期不可确认内容: String s4 = "a" + s1 ; // s1 存放对象的地址,无法确认地址中的内容 // 相当于 StringBuilder s5 = new StringBuilder("a"); s5.append(s1) ; // 即 字符串常量与变量相互拼接时,内部的操作实质为 StringBuilder 进行相应的 append 操作 // + 一次产生一个 StringBuilder 对象
// 多次拼接,每一次拼接 产生一个 StringBuilder 对象 String s6 = "" ; for(int index = 0 ; index < 100 ; index++){ s6 = s6 + index ; } // 只产生一个 StringBuilder 对象 StringBuilder s7 = new StringBuilder(""); for(int index = 0 ; index < 100 ; index++){ s7.append(index); }
2.总结
运行期能够确认的内容,存放堆中;
变量与变量或常量、字面量的组合拼接,等于new新创建对象;
因为在编译期无法确认变量所代表的常量值
九、trim()
1.源码
public String trim() { int len = count; int st = 0; int off = offset; /* avoid getfield opcode */ char[] val = value; /* avoid getfield opcode */ while ((st < len) && (val[off + st] <= ' ')) { st++; } while ((st < len) && (val[off + len - 1] <= ' ')) { len--; } return ((st > 0) || (len < count)) ? substring(st, len) : this; }
2.分析
u0020 ascii 表中 表示空格,其前面有31个字符;<= 32(十进制) 的 ascii 均认为是空格
ascii 中 0 表示 空白字符 ;1 ~ 32 为控制字符;
起始位置:正数连续的空格的数量
截止位置:倒数连续的空格的数量
若 st != 0 说明起始位置有连续的空格
若 len < count 说明尾部有连续的空格
生成子串,即生成新的字符串。
3.总结
'\u0020' 表示空格,\r \n \t 等等 均小于 '\u0020' ;
十、length()
1.源码
/** * Returns the length of this string. * The length is equal to the number of <a href="Character.html#unicode">Unicode * code units</a> in the string. * * @return the length of the sequence of characters represented by this * object. */ // 字符串中代码单元的长度 public int length() { return count; }
由
public String(char value[]) { int size = value.length; this.offset = 0; this.count = size; this.value = Arrays.copyOf(value, size); }
得
count 即为 char[] value 的长度,size
2.总结
length 方法,是指字符串中代码单元的数量;
代码点指编码表(比如Unicode)中某个字符的代码值(数字),书写时前面加U+,比如U+0041是字母A的代码点
java中的代码单元指表示编码表字符的最小存储单元,用16位表示。
UTF16编码
代码点与代码单元
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Number
2017-11-28 22:30 504Number 一、总结 1.jdk 1.8.0 2. ... -
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2017-11-07 21:40 544ThreadLocal 一、总结 1.版本 jdk 1.8 ... -
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2017-03-15 21:39 385Integer 1.类不可继承 2.值不可改变 ... -
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