String 類可以說是在 Java 中使用最頻繁的類了,就算是剛剛接觸 Java 的初學者也不會陌生,因為對於 Java 程序來說,main 方法就是使用一個 String 類型數組來作為參數的(String[] args)。對於這樣一個頻繁使用的類,String 字符串可以有多長呢?十萬字符?一百萬字符?還是無限的呢?
要弄清楚 String 的最大長度,首先應該了解 String 類的內部實現。在 String 類中,是使用一個字符數組來維護字符序列的,其聲明如下:
private final char value[];
這也就是說,String 的最大長度取決於字符數組的最大長度,我們知道,在指定數組長度的時候,可以使用 byte、short、char、int 類型,而不能夠使用 long 類型。這也就是說,數組的最大長度就是 int 類型的最大值,即 0x7fffffff,十進制就是 2147483647,同理,這也就是 String 所能容納的最大字符數量。
而且,我們來看下 java.lang.String#length() 源碼:
public int length() {
return value.length;
}
可以看出獲得 String 對象長度的 length 方法返回值是 int 類型的,而不是 long 類型的,也是因為這個原因。
不過,這個最大值只是在理論上能夠達到的值,在我們實際的使用中,一般情況下獲得的最大長度比理論值要小。下面我們寫一個最簡單的程序來看。
/**
* @author wupx
* @date 2020/01/13
*/
public class StringTest {
public static void main(String[] args) {
char[] c = new char[Integer.MAX_VALUE];
}
}
運行這個程序,在通常情況下,都會產生如下的錯誤:
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
at test.StringTest.main(StringTest.java:9)
產生這個錯誤的原因就是內存溢出,也就是系統無法分配這么大的內存空間所致。計算一下,一個 char 類型占用 2 字節,2147483647 個 char 類型就是 4294967294 字節,這接近於 4GB 大小,想要申請這么一大塊連續的內存空間,失敗也就不足為奇了。
那么,到底我們所用的計算機能夠承受多大的字符數組呢,這跟軟件與硬件等諸多因素都有關,我們可以編寫程序來獲得可申請最大字符數組的近似值。
/**
* @author wupx
* @date 2020/01/13
*/
public class StringTest {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
int len = Integer.MAX_VALUE - i;
try {
char[] ch = new char[len];
System.out.println("len: " + len + " OK");
} catch (Error e) {
System.out.println("len: " + len + " " + e);
}
}
}
}
運行結果如下:
len: 2147483647 java.lang.OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
len: 2147483646 java.lang.OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
len: 2147483645 OK
len: 2147483644 OK
len: 2147483643 OK
根據運行結果可以看出 String 的最大長度為 Integer.MAX_VALUE - 2 或 2 ^ 31 - 3。
總結
在 String 類內部,是使用一個字符數組(char[])來維護字符序列的。
String 的最大長度也就是字符數組的最大長度,理論上最大長度為 int 類型的最大值,即 2147483647。
在實際中,一般可獲取的最大值小於理論最大值,在我的電腦上得出的最大值是 2 ^ 31 - 3,大家可以在自己的電腦上測試下。