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标题: “第三贴”之String、StringBuilder解析，搞定所有string面试题 [打印本页]

作者: 黑马伍哲沂 时间: 2013-5-5 16:29
标题: “第三贴”之String、StringBuilder解析，搞定所有string面试题
本帖最后由曹睿翔于 2013-5-5 19:23 编辑

我领的是第五第六题。String练习中遇到的问题，以及StringBuilder与StringBuffer的区别。我觉得这两题关联很大。而且要讲的基本上主要是String与其它两类的区别。所以两题做一帖了。摘录一些很经典的代码段。个人觉得特别有代表性，能更深入的理解String以及StringBuilder。值得看看。参考了不少别人的资料，但都是自己仔细总结的。期待大家为我纠正错误之处。
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String
一.String的内存解析。
这是刚开始接触java的同学相对较多遇到问题的地方吧。先看两个语句：
String str0 = "java";
String str1 = new String("hello java!");
两种声明字符串的方式。前一种，并没有在堆中分配内存。只是将"java"保存在常量池中。第二种方式，是将"hello java!"保存在常量池中，new操作所开辟的堆空间里会复制一份"hello java!"。然后讲str1指向new后的堆空间。这就是为什么说第二个语句实际上是两个对象。如图：

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二.String是不可变的。
刚看到String是不可变的时候，有点不明白。后来查看一些资料，再看看String类的源代码，就明白了。这也解决了另外一个常被问到的面试题：问，String类可以被继承吗？先来看看String的源码，String类的声明是这样的：public final class String......这样是不是就有答案了。至于String是不可变的原因是，从源码可以看出，String的成员变量差不多都是被final修饰
的。再看两个语句：
String str = "java";
str = "hello";
String的不可变是指，虚拟机并没有改变原来的对象"java"，而是新创建了一个对象"hello"，再让str指向这个新的对象"hello"。

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三.String相关的几段经典代码。
*****代码段一

String str0 = "ab";
String str1 = "a" + "b";
System.out.println(str0 == str1);

复制代码

*****代码段二

String str0 = "ab";
String str1 = "b";
String str2 = "a" + str1;
System.out.println(str0 == str2);

复制代码

*****代码段三

String str = "java";
String str1 = new String("java");
System.out.println(str==str1.intern());

复制代码

代码段一，输出的结果是true，代码段二的结果是false。
对于以上两段代码的说明：
1.当使用String str = "java";方式来创建对象时，java运行时会拿这个"java"去String的常量池里去找是否有这个字符串，如果有，直接将常量池中地址给str。如果没有，讲"java"加入常量池。
2.当使用String str = new String("java");来创建对象时，同样会拿"java"去常量池中找，如果没有，则添加。并复制一份到new的堆空间，将堆空间地址给str。如果有，直接复制一份到new的堆空间，将堆空间地址给str。
3.使用常量来串联表达式时，不会在堆空间新建对象。只是在常量池中检查，有则直接指向，没有则在池中创建再被指向。如代码段一String str1 = "a" + "b";因为只在常量池中操作，所以返回true。
4.使用带变量表达式创建String，则不仅检查常量池，还会在堆中新建对象。如代码段二。返回false。
5.关于字符串常量池，还有一个intern()方法。以前没接触毕老师视频的时候，因为不知道字符串有个常量池，所以和一同学不理解编程中遇到的现象。为此查了不少资料才搞明白。当时在一资料上看到这个方法。印象比较深，这个方法的意思就是将常量池的字符串进行比较(我是这么理解的)。如代码段三。

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未命名.jpg (15.63 KB, 下载次数: 0)

作者: 黑马伍哲沂 时间: 2013-5-5 16:29
本帖最后由黑马伍哲沂于 2013-5-5 16:43 编辑

四.关于一道面试题的多种说法解析。

有位同学在论坛发这道面试题帖后，看到有很多不同的回答。我都一一思考了下。并查了相关资料。首先，说下比较好的不同理解的回答：

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.print(ex.str+"......and.....");
System.out.println(ex.ch);
}
public void change(String str,char ch[])
{
str = "test ok"; //加this处
ch[0]='g';
}
}

复制代码

1.字符串是不可变的；
2.值传递与引用传递的不同；
3.成员变量与局部变量区别；（这是我的理解和回答）
在我当时看来，觉得这三个理解比较靠谱。并且因为看到和自己不同的回答我怀疑自己理解错了。但经过验证，确实在程序change函数里的str前面加上this。就会出现不一样的结果。经过查阅许多资料后，我的理解是这样的：
1.字符串是不可变的。这话没有错。如第二部分的解说。也许也有些类似以上的题目，被解说为字符串是不可变的。我觉得这种说法，不太合适。这里的字符串不可变体现在，当change函数里str前加上this时，change被调用后，str指向了"test ok",原来的"good"暂时还在，只不过str不再指向它了。这就是说"good"是不可变的。我将程序稍微调整如代码段四。运行结果说明了所有问题。
******代码段四

//相比前面代码增加了成员变量num，以及change函数增加同名形参。
public class Example
{
String str = new String("good");
char[] ch = {'a','b','c'};
int num = 9;
public static void main(String[] args)
{
Example ex = new Example();
ex.change(ex.str, ex.ch,ex.num);
System.out.print(ex.str+"......and.....");
System.out.println(ex.ch);
System.out.println(ex.num);
}
public void change(String str,char ch[],int num)
{
str = "test ok";
ch[0]='g';
num = 11;
}
}

复制代码

2.关于值传递和引用传递的说法。查过资料说，String是对象类型，但有值传递的特征。我的理解是，同样如代码段四。这里是不是可以这么理解，具有值传递特征的变量才会出现局部变量和成员变量的问题。
3.如代码段五。这一段不需要任何解释了。结合上面一条说法，大家可以自己思考下。
******代码段五

class Person
{
String name;
int age;
Person(String name,int age)
{
this.name = name;
this.age = age;
}
}

复制代码

最后，我觉得可以这样分析这道面试题（有错之处欢迎跟帖纠正）：
因为String类以及Stirng类几乎所有成员变量都被final修饰，所以String是不可变的，因此String虽然是对象，但有值传递的特征。在java中，具有值传递特征的变量，当函数的形参与成员变量同名时，可以使用this来区分。这里change函数里没有添加this，所以结果为good gbc。（回答的是不是有点猛啊
，但我觉得回答的知识面越宽，越是有好处的）关于String的各种变种题目，我觉得只要透彻理解以上几点。什么变种都没关系了。

作者: 黑马伍哲沂 时间: 2013-5-5 16:29
本帖最后由黑马伍哲沂于 2013-5-5 16:45 编辑

String、StringBuilder、StringBuffer

StringBuilder是1.5才出现的。与StringBuffer有至少两个不一样的地方。第一，名字不一样（废话）。第二，StringBuilder是线程非安全的。也就是说，频繁的操作中不需要判断同步锁，在单线程情况下，可以大大提高效率。帮助文档里是这样介绍的：一个可变的字符序列。此类提供一个与StringBuffer 兼容的 API，但不保证同步。该类被设计用作 StringBuffer 的一个简易替换，用在字符串缓冲区被单个线程使用的时候（这种情况很普遍）。如果可能，建议优先采用该类，因为在大多数实现中，它比 StringBuffer 要快。我打开两份帮助文档，分别找到StringBuilder和StringBuffer，一一比对，从上到下，每一个方法都是一模一样的。所以，再没什么好说的了。既然官方文档说字符串缓冲区被单个线程使用的情况很普遍，不如介绍下
StringBuilder里的一部分方法实在：
在 StringBuilder 上的主要操作是 append 和 insert 方法，可重载这些方法，以接受任意类型的数据。每个方法都能有效地将给定的数据转换成字符串，然后将该字符串的字符添加或插入到字符串生成器中。append 方法始终将这些字符添加到生成器的末端；而 insert 方法则在指定的点添加字符。其它的方法，都参照帮助文档吧。之所以前面加个String，是这里有必要说明一下String与StringBuilder的区别（StringBuffer是一样的了）。如前文叙述，String是不可变的。通过以下两个语句来看看String是怎样完成字符串的串联操作的。
String str = new String("hello");
str += " java";
1.第一句，首先，检查常量池是否有"hello"，没有则创建"hello"，再将"hello"复制到new的堆空间，让str指向堆中的"hello"。
2.第二句，在常量池中创建" java"。但没有指向。然后创建一个StringBuilder对象（1.5前是StringBuffer），调用append(),将字符串串联后，通过StringBuilder.toString()转化为String。也即使说，String的串联操作是通过StringBuilder完成的。而且整个过程中创建了四个对象。创建对象以及频繁操作后多余的对象要被gc回收，都是非常耗费时间的。所以说StringBuilder效率高。可以自己试着写小程序来比较运行时间。（差距是非常大的）

作者: 曹睿翔 时间: 2013-5-5 17:24
我还能说什么呢，顶起！

作者: Jacky_Chen1990 时间: 2013-5-5 17:29
这个要顶。谢谢分享！

作者: 曹睿翔 时间: 2013-5-5 19:24
老伍都不说你了，还不按我要求，标题不对，帮你改了

作者: 曹睿翔 时间: 2013-5-5 19:26
大家确实很给力，这次集合贴，榜上有名!!
技术分送上！

作者: 梁海君 时间: 2013-5-5 20:15
{:soso_e116:}厉害，厉害，盗走LZ的果实，只能万分感谢~

作者: 黑马伍哲沂 时间: 2013-5-5 22:01

曹睿翔发表于 2013-5-5 19:24
老伍都不说你了，还不按我要求，标题不对，帮你改了

sorry。。。兽sir= =。

作者: 黑马伍哲沂 时间: 2013-5-5 22:01

梁海君发表于 2013-5-5 20:15
厉害，厉害，盗走LZ的果实，只能万分感谢~

哈哈谢谢顶帖。

作者: 汪平乐 时间: 2013-5-6 09:01
顶......{:soso_e179:}

作者: 风乐 时间: 2013-5-7 01:56
楼主总结的相当好，虽然很基础的东西，但还是让我从头看到尾了，而且感觉又学到了很多

作者: 黑马伍哲沂 时间: 2013-5-7 06:05

风乐发表于 2013-5-7 01:56
楼主总结的相当好，虽然很基础的东西，但还是让我从头看到尾了，而且感觉又学到了很多 ...

多谢支持。。。。

作者: Miss小强 时间: 2013-5-8 09:39

黑马伍哲沂发表于 2013-5-5 16:29
四.关于一道面试题的多种说法解析。

有位同学在论坛发这道面试题帖后，看到有很多不同的回答。我都一一思 ...

关于字符串String是不可变的我补充一点，在 HardCode Java 这本书中介绍过不可变类型，即immutable type；
怎么样将一个类变的不可变能，很简单，就是不提供属性的写方法，也就是set方法；同各属性也是私有的，同时为了保证不能被反射，这些属性都被声明为final，
也就是说你外界是无法改变的。String就是这样一个不可变类型。

作者: Miss小强 时间: 2013-5-8 09:48
有个问题不知道怎么理解：

用char数组存多个中文字符比用string好在哪?
没一点思路

作者: Miss小强 时间: 2013-5-8 10:08
看过你对这道面试题的分析，我回去又好好看了下，从hardcode java这本书里面看到final关键字；
如果给change函数的形式参数列表都加上final关键字修饰，将解决所有问题，也就是：

public void change(final String str,final char ch[])

复制代码

根据final特性，引用本身不能变，但是引用指向的对象是可变的；打个比方说，
小明和她女朋友结婚了，那么这辈子他只能是跟着他女朋友一起白头到老，也就是他只能有他女朋友这么一个了，在也不能换了。
而对于他女朋友来说，他女朋友可以变漂亮，可以变苗条；

小明就是那个引用，而他女朋友就是指向的那个对象；
因此在change方法中要改变str和ch，只能是用this改变成员变量了，而不是传递进来的形式参数；
感觉你想问题比我们都深入，欢迎批评指正。。。

作者: 黑马伍哲沂 时间: 2013-5-8 10:34

Miss小强发表于 2013-5-8 10:08
看过你对这道面试题的分析，我回去又好好看了下，从hardcode java这本书里面看到final关键字；
如果给chang ...

其实也不是想的更深入，只是遇到问题，感兴趣的就会多查点资料。
final关键字，在毕老师的大概第6-8天左右的视频里有讲的（具体哪天记不得），final用于修饰变量主要有两种情况：
1.一些数据的出现的是固定值，为了增强阅读性，给这些值起个名字。方便于阅读。比如圆周率。这个值有可能在程序中多次出现，但又不需要改变的。加上final之后，就变成常量。
2，内部类定义在类中的局部位置上，只能访问该局部被final修饰的局部变量。（这个不看资料我也记不住，也没注意到是什么原因。）
所以，这里应该不需要这么做。我觉得独立思考总是好的。虽然我的独立思考经常被证明不是对的，但我还是坚持的很好...嘿。。。

作者: 黑马伍哲沂 时间: 2013-5-8 10:35

Miss小强发表于 2013-5-8 09:48
有个问题不知道怎么理解：

用char数组存多个中文字符比用string好在哪?

我觉得你应该把问题描述的更具体一点。 String就是用char[]数组实现的。可以看看源码。

作者: Miss小强 时间: 2013-5-8 10:42
这也是群里的一个哥们问的。。。题目就这样
想了半天没明白为啥。
一个哥们的回答：
一个是基本类型一个是对象类型 char数组多少个成员就站多少字节 String内存占用比char高
确切的说string无论里面多少数据都至少占用28个字节
String开发时初始内存分配就是28bytes 在28的基础上超过再递增28 依次类推
超过28 相当于你重新开了一个String
ps：Java中有没有什么方法计算某个变量占用的内存空间

作者: 黑马伍哲沂 时间: 2013-5-8 10:54

Miss小强发表于 2013-5-8 10:42
这也是群里的一个哥们问的。。。题目就这样
想了半天没明白为啥。
一个哥们的回答：

上链接：http://tech.ccidnet.com/art/3539/20080508/1443759_1.html
看来属于内存优化的内容了。你认真看看就都明白了。

作者: Miss小强 时间: 2013-5-8 20:19

黑马伍哲沂发表于 2013-5-5 16:29
String、StringBuilder、StringBuf ...

package cn.itcast.problem;
public class StringBufferTest {
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
long begin=System.currentTimeMillis();
testStringBuilder();
long end=System.currentTimeMillis();
System.out.println("cost.."+(end-begin));
}
private static void testString() {
String str=new String();
//这里循环不能太大，否则会耗时很久，甚至内存溢出；
for(int i=0;i<20000;i++){
//这样最垃圾的操作，每次都会有很多的new String();对象；
str+=" * "+i+" * ";
}
}
private static void testStringBuffer(){
StringBuffer sb=new StringBuffer();
for(int i=0;i<20000;i++){
//这样用+号，每次+都会有一个StringBuilder创建出来
sb.append(" * "+i+" * ");
}
String str=sb.toString();
}
private static void testStringBuffer2(){
StringBuffer sb=new StringBuffer();
for(long i=0;i<100000;i++){
//注意和上面+有所不同，这样虽然更麻烦，但是更加高效；他只有一个StringBuffer；
sb.append(" * ");
sb.append(i);
sb.append(" * ");
}
String str=sb.toString();
}
private static void testStringBuilder(){
StringBuilder sb=new StringBuilder();
//这里为了看到效果设置大一点：
for(long i=0;i<100000;i++){
//这是最高效的方式。推荐使用；
sb.append(" * ");
sb.append(i);
sb.append(" * ");
}
String str=sb.toString();
}
private static void testStringBuilder2(){
StringBuilder sb=new StringBuilder();
for(long i=0;i<100000;i++){
//这样不推荐使用，跟上面的一样。。。
sb.append(" * "+i+" * ");
}
String str=sb.toString();
}
}

复制代码

结论：使用StringBuilder而不是StringBuffer和String；
使用多个append而不是+号；
ps：看了你的帖子回去查了下资料，虽然试验了下，如书上所说，可是我找不到原因，悲剧啊。。
建议版主加精。。。

作者: Miss小强 时间: 2013-5-8 20:21
我注释的地方是书上说的，可是我不知道为什么，看源代码也找不到为什么。。。
这几天跟你的贴，学到了好多东西，真幸运。。。谢谢哥们了。。。

作者: 黑马伍哲沂 时间: 2013-5-8 20:26

Miss小强发表于 2013-5-8 20:19
结论：使用StringBuilder而不是StringBuffer和String；
使用多个append而不是+号；
ps：看了你的帖子回去 ...

使用append而不使用+号是可以理解的。因为+号就是用来连接字符串的。
你在append方法里用+号，就是两个字符串的链接。两个字符串串联会产生很多多余对象。
之前好像看到有资料说+是调用了concat方法。但我不确定。

作者: Miss小强 时间: 2013-5-8 20:27
追问：突然想到，如果这样的话，

用char数组存多个中文字符比用string好在哪?
这个问题的答案应该是使用字符数组更高效了？？

作者: 黑马伍哲沂 时间: 2013-5-8 20:28

Miss小强发表于 2013-5-8 20:21
我注释的地方是书上说的，可是我不知道为什么，看源代码也找不到为什么。。。
这几天跟你的贴，学到了好多 ...

客气了。多交流，相互学习。更容易进步。其实我也只是菜鸟。。。不过我整理帖子会比较认真。所以，别的人看起来就好像我懂很多一样。。都是假象哈哈努力中。。。

作者: 黑马伍哲沂 时间: 2013-5-8 20:32

Miss小强发表于 2013-5-8 20:27
追问：突然想到，如果这样的话，

用char数组存多个中文字符比用string好在哪?

这个问题。我表示没有研究，不清楚就不乱说了。但String类这里其实有个设计模式，叫做不变模式。如果你想深究，你可以参考下不变模式，然后再找找字符数组与String的比较资料。这个我暂时不想深究了。因为还有很都多基础任务没完成。

作者: Miss小强 时间: 2013-5-8 20:36

黑马伍哲沂发表于 2013-5-8 20:32
这个问题。我表示没有研究，不清楚就不乱说了。但String类这里其实有个设计模式，叫做不变模式。如果 ...

好吧，哥们加油。。。我在看看源代码去。。

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