對(duì)String的深刻理解
剛開(kāi)始玩java,對(duì)其String類，使用有些感觸;
1、"abc"與new String("abc");
經(jīng)常會(huì)問(wèn)到的面試題：String s = new String("abc");創(chuàng)建了幾個(gè)String Object?【如這里創(chuàng)建了多少對(duì)象? 和一道小小的面試題 】
這個(gè)問(wèn)題比較簡(jiǎn)單，涉及的知識(shí)點(diǎn)包括：
引用變量與對(duì)象的區(qū)別；
字符串文字"abc"是一個(gè)String對(duì)象；
文字池[pool of literal strings]和堆[heap]中的字符串對(duì)象。
一、引用變量與對(duì)象：除了一些早期的Java書(shū)籍和現(xiàn)在的垃圾書(shū)籍，人們都可以從中比較清楚地學(xué)習(xí)到兩者的區(qū)別。A aa;語(yǔ)句聲明一個(gè)類A的引用變量aa[我常常稱之為句柄]，而對(duì)象一般通過(guò)new創(chuàng)建。所以題目中s僅僅是一個(gè)引用變量，它不是對(duì)象。[ref 句柄、引用與對(duì)象]
二、Java中所有的字符串文字[字符串常量]都是一個(gè)String的對(duì)象。有人[特別是C程序員]在一些場(chǎng)合喜歡把字符串"當(dāng)作/看成"字符數(shù)組，這也沒(méi)有辦法，因?yàn)樽址c字符數(shù)組存在一些內(nèi)在的聯(lián)系。事實(shí)上，它與字符數(shù)組是兩種完全不同的對(duì)象。
System.out.println("Hello".length());
char[] cc={'H','i'};
System.out.println(cc.length);
三、字符串對(duì)象的創(chuàng)建:由于字符串對(duì)象的大量使用[它是一個(gè)對(duì)象，一般而言對(duì)象總是在heap分配內(nèi)存]，Java中為了節(jié)省內(nèi)存空間和運(yùn)行時(shí)間[如比較字符串時(shí)，==比equals()快]，在編譯階段就把所有的字符串文字放到一個(gè)文字池[pool of literal strings]中，而運(yùn)行時(shí)文字池成為常量池的一部分。文字池的好處，就是該池中所有相同的字符串常量被合并，只占用一個(gè)空間。我們知道，對(duì)兩個(gè)引用變量，使用==判斷它們的值[引用]是否相等，即指向同一個(gè)對(duì)象：
String s1 = "abc" ;
String s2 = "abc" ;
if( s1 == s2 )
System.out.println("s1,s2 refer to the same object");
else System.out.println("trouble");
這里的輸出顯示，兩個(gè)字符串文字保存為一個(gè)對(duì)象。就是說(shuō)，上面的代碼只在pool中創(chuàng)建了一個(gè)String對(duì)象。
現(xiàn)在看String s = new String("abc");語(yǔ)句，這里"abc"本身就是pool中的一個(gè)對(duì)象，而在運(yùn)行時(shí)執(zhí)行new String()時(shí)，將pool中的對(duì)象復(fù)制一份放到heap中，并且把heap中的這個(gè)對(duì)象的引用交給s持有。ok，這條語(yǔ)句就創(chuàng)建了2個(gè)String對(duì)象。
String s1 = new String("abc") ;
String s2 = new String("abc") ;
if( s1 == s2 ){ //不會(huì)執(zhí)行的語(yǔ)句}
這時(shí)用==判斷就可知，雖然兩個(gè)對(duì)象的"內(nèi)容"相同[equals()判斷]，但兩個(gè)引用變量所持有的引用不同，
BTW：上面的代碼創(chuàng)建了幾個(gè)String Object? [三個(gè)，pool中一個(gè)，heap中2個(gè)。]
[Java2 認(rèn)證考試學(xué)習(xí)指南 (第4版)( 英文版)p197-199有圖解。]
2、字符串的+運(yùn)算和字符串轉(zhuǎn)換
字符串轉(zhuǎn)換和串接是很基礎(chǔ)的內(nèi)容，因此我以為這個(gè)問(wèn)題簡(jiǎn)直就是送分題。事實(shí)上，我自己就答錯(cuò)了。
String str = new String("jf"); // jf是接分
str = 1+2+str+3+4;
一共創(chuàng)建了多少String的對(duì)象？[我開(kāi)始的答案：5個(gè)。jf、new、3jf、3jf3、3jf34]
首先看JLS的有關(guān)論述：
一、字符串轉(zhuǎn)換的環(huán)境[JLS 5.4 String Conversion]
字符串轉(zhuǎn)換環(huán)境僅僅指使用雙元的+運(yùn)算符的情況，其中一個(gè)操作數(shù)是一個(gè)String對(duì)象。在這一特定情形下，另一操作數(shù)轉(zhuǎn)換成String，表達(dá)式的結(jié)果是這兩個(gè)String的串接。
二、串接運(yùn)算符[JLS 15.18.1 String Concatenation Operator + ]
如果一個(gè)操作數(shù)/表達(dá)式是String類型，則另一個(gè)操作數(shù)在運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)換成一個(gè)String對(duì)象，并兩者串接。此時(shí)，任何類型都可以轉(zhuǎn)換成String。[這里，我漏掉了"3"和"4"]
如果是基本數(shù)據(jù)類型，則如同首先轉(zhuǎn)換成其包裝類對(duì)象，如int x視為轉(zhuǎn)換成Integer(x)。
現(xiàn)在就全部統(tǒng)一到引用類型向String的轉(zhuǎn)換了。這種轉(zhuǎn)換如同[as if]調(diào)用該對(duì)象的無(wú)參數(shù)toString方法。[如果是null則轉(zhuǎn)換成"null"]。因?yàn)閠oString方法在Object中定義，故所有的類都有該方法，而且Boolean, Character, Integer, Long, Float, Double, and String改寫(xiě)了該方法。
關(guān)于+是串接還是加法，由操作數(shù)決定。1+2+str+3+4 就很容易知道是"3jf34"。[BTW :在JLS的15.18.1.3中舉的一個(gè)jocular little example，真的很無(wú)趣。]
下面的例子測(cè)試了改寫(xiě)toString方法的情況.。
class A{
int i = 10;
public static void main(String []args){
String str = new String("jf");
str += new A();
System.out.print(str);
}
public String toString(){
return " a.i ="+i+"\n";
}
}
三、字符串轉(zhuǎn)換的優(yōu)化
按照上述說(shuō)法，str = 1+2+str+3+4;語(yǔ)句似乎應(yīng)該就應(yīng)該生成5個(gè)String對(duì)象：
1+2 ＝3，then 3→Integer(3)→"3" in pool? [假設(shè)如此]
"3"+str(in heap) = "3jf" (in heap)
"3jf" +3 ,first 3→Integer(3)→"3" in pool? [則不創(chuàng)建] then "3jf3"
"3jf3"+4 create "4" in pool
then "3jf34"
這里我并不清楚3、4轉(zhuǎn)換成字符串后是否在池中，所以上述結(jié)果仍然是猜測(cè)。
為了減少創(chuàng)建中間過(guò)渡性的字符串對(duì)象，提高反復(fù)進(jìn)行串接運(yùn)算時(shí)的性能，a Java compiler可以使用StringBuffer或者類似的技術(shù)，或者把轉(zhuǎn)換與串接合并成一步。例如：對(duì)于 a + b + c ，Java編譯器就可以將它視為[as if]
new StringBuffer().append(a).append(b).append(c).toString();
注意，對(duì)于基本類型和引用類型，在append(a)過(guò)程中仍然要先將參數(shù)轉(zhuǎn)換，從這個(gè)觀點(diǎn)看，str = 1+2+str+3+4;創(chuàng)建的字符串可能是"3"、"4"和"3jf34"[以及一個(gè)StringBuffer對(duì)象]。
現(xiàn)在我仍然不知道怎么回答str = 1+2+str+3+4;創(chuàng)建了多少String的對(duì)象，。或許，這個(gè)問(wèn)題不需要過(guò)于研究，至少SCJP不會(huì)考它。
3、這又不同：str = "3"+"jf"+"3"+"4";
如果是一個(gè)完全由字符串文字組成的表達(dá)式，則在編譯時(shí)，已經(jīng)被優(yōu)化而不會(huì)在運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建中間字符串。測(cè)試代碼如下：
String str1 ="3jf34";
String str2 ="3"+"jf"+"3"+"4";
if(str1 == str2) {
System.out.println("str1 == str2");
}else {
System.out.println("think again");
}
if(str2.equals(str1))
System.out.println("yet str2.equals(str1)");
可見(jiàn)，str1與str2指向同一個(gè)對(duì)象，這個(gè)對(duì)象在pool中。所有遵循Java Language Spec的編譯器都必須在編譯時(shí)對(duì)constant expressions 進(jìn)行簡(jiǎn)化。JLS規(guī)定：Strings computed by constant expressions (ý15.28) are computed at compile time and then treated as if they were literals.
對(duì)于String str2 ="3"+"jf"+"3"+"4";我們說(shuō)僅僅創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象。注意，“創(chuàng)建多少對(duì)象”的討論是說(shuō)運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建多少對(duì)象。
BTW：編譯時(shí)優(yōu)化
String x = "aaa " + "bbb ";
if (false) {
x = x + "ccc ";
}
x += "ddd ";
等價(jià)于：
String x = "aaa bbb ";
x = x + "ddd ";
4、不變類
String對(duì)象是不可改變的(immutable)。有人對(duì)str = 1+2+str+3+4;語(yǔ)句提出疑問(wèn),怎么str的內(nèi)容可以改變？其實(shí)仍然是因?yàn)椴磺宄阂米兞颗c對(duì)象的區(qū)別。str僅僅是引用變量，它的值——它持有的引用可以改變。你不停地創(chuàng)建新對(duì)象，我就不斷地改變指向。[參考TIJ的Read-only classes。]
不變類的關(guān)鍵是，對(duì)于對(duì)象的所有操作都不可能改變?cè)瓉?lái)的對(duì)象[只要需要，就返回一個(gè)改變了的新對(duì)象]。這就保證了對(duì)象不可改變。為什么要將一個(gè)類設(shè)計(jì)成不變類？有一個(gè)OOD設(shè)計(jì)的原則：Law of Demeter。其廣義解讀是：
使用不變類。只要有可能，類應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)為不變類。