淺析Java中字符串初始化new String()和直接賦值的區別、數組初始化時用new與不用new的區別


  首先明白一個事,Java存在一個常量池,可以用來存儲字符串常量。

一、創建的字符串變量在內存中的區別

  對於字符串:其對象的引用都是存儲在棧中的,如果是編譯期已經創建好(直接用雙引號定義的)的就存儲在常量池中,如果是運行期(new出來的)才能確定的就存儲在堆中。對於equals相等的字符串,在常量池中永遠只有一份,在堆中有多份。

  例如:String str1="ABC"; 和String str2 = new String("ABC"); 兩者看似都是創建了一個字符串對象,但在內存中確是各有各的想法。

1、String str1="ABC" :可能創建一個對象或者不創建對象。

  如果"ABC"這個字符串在 Java String 池里不存在,會在 Java String 池創建一個String對象("ABC")。如果已經存在,str1直接reference to 這個String池里的對象。

  在編譯期,JVM會去常量池來查找是否存在“ABC”,如果不存在,就在常量池中開辟一個空間來存儲“ABC”;如果存在,就不用新開辟空間。然后在棧內存中開辟一個名字為str1的空間,來存儲“ABC”在常量池中的地址值。

2、String str2 = new String("ABC") :至少創建一個對象,也可能兩個。

  因為用到 new 關鍵字,會在heap堆中創建一個 str2 的String 對象,它的value 是 "ABC"。同時,如果"ABC"這個字符串在 Java String 池里不存在,也會在 Java String 池創建一個String對象("ABC")。

  在編譯階段JVM先去常量池中查找是否存在“ABC”,如果不存在,則在常量池中開辟一個空間存儲“ABC”。在運行時期,通過String類的構造器在堆內存中new了一個空間,然后將String池中的“ABC”復制一份存放到該堆空間中,在棧中開辟名字為str2的空間,存放堆中new出來的這個String對象的地址值。

  也就是說,前者在初始化的時候可能創建了一個對象,也可能一個對象也沒有創建;后者因為new關鍵字,至少在內存中創建了一個對象,也有可能是兩個對象。

二、String類的特性

  String類 是final修飾的,不可以被繼承。

  String類的底層是基於char數組的。

三、intern() 方法

  String 有一個intern() 方法,用來檢測在String pool是否已經有這個String存在。

public String intern() // 返回字符串對象的規范化表示形式

  一個初始時為空的字符串池,它由類 String 私有地維護。

  當調用 intern 方法時,如果常量池已經包含一個等於此 String 對象的字符串(該對象由 equals(Object) 方法確定),則返回池中的字符串。否則,將此 String 對象添加到池中,並且返回此 String 對象的引用。

  它遵循對於任何兩個字符串 s 和 t,當且僅當 s.equals(t) 為 true 時,s.intern() == t.intern() 才為 true。

  所有字面值字符串和字符串賦值常量表達式都是內部的。

  返回:一個字符串,內容與此字符串相同,但它保證來自字符串池中。

// 考慮下面的問題:
String str1 = new String("ABC"); String str2 = new String("ABC"); // str1 == str2 的值是True 還是False呢? False.
 String str3 = "ABC"; String str4 = "ABC"; String str5 = "A" + "BC"; // str3 == str4 的值是True 還是False呢? True. // str3 == str5 的值是True 還是False呢? True. // 在寫代碼的時候,一般不要 String str2 = new String("ABC");
 String a = "ABC"; String b = "AB"; String c = b+"C"; System.out.println(a==c); // false

  a和b都是字符串常量所以在編譯期就被確定了!

  而c中有個b是引用不是字符串常量,所以不會在編譯期確定

  而String是final的!所以在b+"c"的時候實際上是新創建了一個對象,然后在把新創建對象的引用傳給c。

public static void main(String[] args) throws Exception { String a =  "b" ; String b =  "b" ; System.out.println( a == b); String d = new String( "d" ).intern() ; String c = "d" ; //String d = new String( "d" ).intern() ; 
        System.out.println( c == d); System.out.println("------------------"); String d1 = new String( "d" ) ; String e1=d1.intern(); String c1 = "d" ; //String d = new String( "d" ).intern() ; 
        System.out.println( c1 == d1); System.out.println( c1 == e1); System.out.println( e1 == d1); System.out.println("------------------"); String s1=new String("kvill"); String s2=s1.intern(); System.out.println( s1==s2 ); //s1=s1.intern()
        System.out.println( s1+" "+s2 ); System.out.println( s2==s1.intern() ); }

  運行結果:

true
true
------------------
false
true
false
------------------
false kvill kvill true

  s1==s1.intern()為false說明原來的“kvill”仍然存在;

String s1 = "china"; String s2 = "china"; String s3 = "china"; String ss1 = new String("china"); String ss2 = new String("china"); String ss3 = new String("china"); 

  這里解釋一下,對於通過 new 產生一個字符串(假設為 ”china” )時,會先去常量池中查找是否已經有了 ”china” 對象,如果沒有則在常量池中創建一個此字符串對象,然后堆中再創建一個常量池中此 ”china” 對象的拷貝對象。

  也就是有道面試題: String s = new String(“xyz”); 產生幾個對象?

  一個或兩個。如果常量池中原來沒有 ”xyz”, 就是兩個。如果原來的常量池中存在“xyz”時,就是一個。

  對於基礎類型的變量和常量:變量和引用存儲在棧中,常量存儲在常量池中。

四、性能與安全

1、性能效率

  String類被設計成不可變(immutable)類,所以它的所有對象都是不可變對象。例如:

String str = “hello";
str = str + "world“;

  所以當上文str指向了一個String對象(內容為“hello”),然后對str進行“+”操作,str原來指向的對象並沒有變,而是str又指向了另外一個對象(“hello world”),原來的對象還在內存中。

  由此也可以看出,頻繁的對String對象進行修改,會造成很大的內存開銷。此時應該用StringBuffer或StringBuilder來代替String

  而 new String() 更加不適合,因為每一次創建對象都會調用構造器在堆中產生新的對象,性能低下且內存更加浪費。

2、安全性

  對象都是只讀的,所以多線程並發訪問也不會有任何問題。

  由於不可變,用來存儲數據也是極為安全的。

五、博客推薦

  這一篇寫的很詳細,推薦閱讀。

  Java的string類常量池及不可變性:https://blog.csdn.net/u010887744/article/details/50844525

六、數組初始化時用new與不用new的區別

  不同於String類,String由於實現了常量池,所以new 和不new 有區別:new的話,引用變量指向堆區。不new的話,引用變量指向常量池。

  而對於數組的定義,初始化時用new與不用new 沒區別,只是兩種方式罷了,因為數組是引用數據類型,建立對象時,無論用不用new,數組實體都是放在堆內存中,引用變量放在棧內存。

參考文章:

https://blog.csdn.net/u014082714/article/details/50087563

https://blog.csdn.net/qq_33417486/article/details/82787598


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