java中String類型變量的賦值問題

第一節 String類型的方法參數

運行下面這段代碼，其結果是什么？

package com.test;

public class Example {
    
    String str = new String("good");
    char[] ch = { 'a', 'b', 'c' };

    public static void main(String[] args) {
        Example ex = new Example();
        ex.change(ex.str, ex.ch);
        System.out.println(ex.str);
        System.out.println(ex.ch);
    }

    public void change(String str, char ch[]) {
        str = "test ok";
        ch[0] = 'g';
    }
    
}

結果如下：

good
gbc

解說：java 中String是 immutable的，也就是不可變，一旦初始化，引用指向的內容是不可變的（注意：是內容不可變）。

　　也就是說，假設代碼中有String str = “aa”;str=“bb”;，則第二條語句不是改變“aa”原來所在存儲地址中的內容，而是另外開辟了一個空間用來存儲“bb”；同時由於str原來指向的“aa”現在已經不可達，jvm會通過GC自動回收。

 

　　在方法調用時，String類型和數組屬於引用傳遞，在上述代碼中，str作為參數傳進change(String str, char ch[]) 方法，方法參數str指向了類中str指向的字符串，但str= "test ok"; 語句使得方法參數str指向了新分配的地址，該地址存儲“test ok”，而原來的str仍然指向“good”。對於數組而言， 在change方法中，方法參數ch指向了類中ch指向的數組，ch[0] = 'g';語句改變了類中ch指向的數組的內容

 

我們再來看下面這段代碼，它的運行結果是什么？

package com.test;

public class Example {
    
    String str = new String("good");
    char[] ch = { 'a', 'b', 'c' };

    public static void main(String[] args) {
        Example ex = new Example();
        ex.change(ex.str, ex.ch);
        System.out.println(ex.str);
        System.out.println(ex.ch);
    }

    public void change(String str, char ch[]) {
        str = str.toUpperCase();
        ch = new char[]{ 'm', 'n' };
    }
    
}

結果如下：

good
abc

結合前面的解釋進行理解，這個結果是不是在意料之中？！

 

根據JDK中java.lang.String的源碼進行分析，從中可以得出String類型的對象不可變的原因，大致上有如下兩個：

　　1、java.lang.String類型在實現時，其內部成員變量全部使用final來修飾，保證成員變量的引用值只能通過構造函數來修改；

　　2、java.lang.String類型在實現時，在外部可能修改其內部存儲值的函數實現中，返回時一律構造新的String對象或者新的byte數組或者char數組；

僅憑第1點還不能保證其不可變特性：假如通過String類型的toCharArray方法可以直接訪問String類型內部定義的char數組，那么即便String類型內部的char數組使用了final來修飾，也僅僅保證這個成員變量的引用不可變，而無法保證引用指向的內存區域不可變。

第2點保證了外部不可能修改java.lang.String類型對象的內部屬性，從而保證String對象是不可變的。

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第二節 String類型變量的賦值

2.1 String變量賦值方式：s2=new String(s1)

下面這段代碼的運行結果是什么

package com.soft;

public class ExecutorsDemo {
    
    public static void main(String[] args) {
        String s1="abc"+"def";
        String s2=new String(s1);         if(s1.equals(s2))
            System.out.println("equals succeeded");
        if(s1==s2)
            System.out.println("==succeeded");
    }
}

結果：

equals succeeded

解說：上述代碼中，s1與s2指向不同的對象，但是兩個對象的內容卻是一樣的，故“s1==s2”為假，s1.equals(s2)為真。

此處我們來細說一下"=="與equals的作用：

　　（1）"=="操作符的作用

　　　　A、用於基本數據類型的比較

　　　　B、判斷引用是否指向堆內存的同一塊地址

　　（2）equals的作用

　　　　用於判斷兩個變量是否是對同一個對象的引用，即堆中的內容是否相同，返回值為布爾類型

 

2.2 String變量賦值方式：s2 = s1

package com.soft;

public class ExecutorsDemo {
    
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = new String("java");
        String s2 = s1;

        System.out.println(s1==s2);
        System.out.println(s1.equals(s2));
    }
}

 結果：

true
true

解說：如果理解了前面那個例子的運行情況，那么這個就是一目了然的事情，此處s1與s2指向同一個對象，"=="操作符的作用之一就是判斷引用是否指向堆內存的同一塊地址，equals的作用是判斷兩個變量是否是對同一個對象的引用（即堆中的內容是否相同），故此處均輸出“true”

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第三節 將字符數組或字符串數組轉換為字符串

此處再補充兩個應用場景

一、將字符數組轉換為字符串

下面代碼中的兩種方式均可直接將字符數組轉換為字符串，不需要遍歷拼接

package com.test;

public class Main {
    
    public Main() {
    }

    public static void main(String[] args) {
        char[] data = {'a', 'b', 'c'};
//      String str = new String(data);
        String str = String.valueOf(data);
        System.out.println(str);
    }
    
}

此處可以看一下其他作者的文章以深入理解：【Java】數組不能通過toString方法轉為字符串  http://www.cnblogs.com/ningvsban/p/3955483.html

 

二、將字符串數組轉換為字符串

下面的代碼是我們常用的方式，循環拼接

package com.test;

public class Main {
    
    public Main() {
    }

    public static void main(String[] args) {
        String[] ary = {"abc", "123", "45"};
        String s = "";
        for(String temp : ary) {
            s=s.concat(temp);//和下面的一行二選一即可
//          s += temp;
        }
        System.out.println(s);
    }
    
}

上述代碼段不需要過多解釋了

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第四節 StringBuffer和StringBuilder

提到String，就不得不提一下JDK中另外兩個常用來表示字符串的類，StringBuffer和StringBuilder。在編寫java代碼的過程中有時要頻繁地對字符串進行拼接，如果直接用“+”拼接的話會建立很多的String型對象，嚴重的話會對服務器資源和性能造成不小的影響；而使用StringBuilder和StringBuffer能解決以上問題。根據注釋，StringBuffer可謂老資格了，從JDK1.0時即伴隨Java征戰世界，而StringBuilder直到JDK1.5時才出現。面試時，StringBuffer和StringBuilder的區別也是常問的話題，StringBuffer是線程安全的，而StringBuilder不是線程安全的。

一、StringBuffer和StringBuilder的共同點：

1、用來完成字符串拼接操作；

2、都是可變對象，對象內的字符緩存會隨着拼接操作而動態擴展；

3、構造時傳入內部緩存大小時，可以降低緩存擴展的次數，明顯提升字符串拼接操作的效率；

二、StringBuffer和StringBuilder的區別：

1、StringBuilder的方法都是線程不安全的，從另外一個角度講，StringBuilder類型的對象在做字符串拼接操作時，由於少了線程同步的操作，執行效率上有很大提升；

2、StringBuffer的方法都加上了synchronized關鍵字，因而在一定的場景下，StringBuffer類型的對象都是線程安全的，但在執行效率上，由於多了線程同步的操作，因而會有少許的損失；

在大多數場景下，字符串拼接操作都是不需要考慮多線程環境下對結果的影響的，因而使用StringBuilder類型可以提升代碼的執行效率。

在多個線程的代碼中共享同一個StringBuffer類型的對象時，需要關注synchronized關鍵字對最終結果的影響。由於StringBuffer類的實現中，僅僅對每個方法使用了synchronized修飾，這只能保證在多線程場景下，訪問StringBuffer對象的同一個方法時可以保證最終結果的一致性，假如一個線程訪問A方法，另外一個線程方法B方法，則由於加鎖對象的不同，可能會出現不一致的現象，這是需要程序員特別要注意的地方。類似的，可以參考Vector的實現和應用場景。

 

針對上面的將字符串數組轉換為字符串，可以借助上面提到的StringBuilder（當然StringBuffer也可以），代碼如下：

package com.test;

public class Main {
    
    public Main() {
    }

    public static void main(String[] args) {
        String[] ary = {"abc", "123", "45"};
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for(int i = 0; i < ary.length; i++){
            sb. append(ary[i]);
        }
        String newStr = sb.toString();
        System.out.println(newStr);
    }
    
}

 

參考資料

這里有兩篇文章，值得一讀：

（1）三分鍾理解Java中字符串（String）的存儲和賦值原理 http://blog.csdn.net/zhuiwenwen/article/details/12351565

（2）Java之內存分析和String對象 http://www.cnblogs.com/devinzhang/archive/2012/01/25/2329463.html