String的特殊之處
String是Java編程中很常見的一個類,這個類的實(shí)例是不可變的(immutable ).為了提高效率,JVM內(nèi)部對其操作進(jìn)行了一些特殊處理,本文就旨在于幫助大家辨析這些特殊的地方.
在進(jìn)入正文之前,你需要澄清這些概念:
1) 堆與棧
2) 相同與相等,==與equals
3) =的真實(shí)意義.
棧與堆
1. 棧(stack)與堆(heap)都是Java用來在內(nèi)存中存放數(shù)據(jù)的地方。與C++不同，Java自動管理?xiàng)：投眩绦騿T不能直接地設(shè)置?；蚨?。每個函數(shù)都有自己的棧,而一個程序只有一個堆.
2. 棧的優(yōu)勢是，存取速度比堆要快，僅次于直接位于CPU中的寄存器。但缺點(diǎn)是，存在棧中的數(shù)據(jù)大小與生存期必須是確定的，缺乏靈活性。另外，棧數(shù)據(jù)可以共享，詳見第3點(diǎn)。堆的優(yōu)勢是可以動態(tài)地分配內(nèi)存大小，生存期也不必事先告訴編譯器，Java的垃圾收集器會自動收走這些不再使用的數(shù)據(jù)。但缺點(diǎn)是，由于要在運(yùn)行時動態(tài)分配內(nèi)存，存取速度較慢。 3. Java中的數(shù)據(jù)類型有兩種。 一種是基本類型(primitive types), 共有8種，即int, short, long, byte, float, double, boolean, char(注意，并沒有string的基本類型)。這種類型的定義是通過諸如int a = 3; long b = 255L;的形式來定義的，稱為自動變量。值得注意的是，自動變量存的是字面值，不是類的實(shí)例，即不是類的引用，這里并沒有類的存在。如int a = 3; 這里的a是一個指向int類型的引用，指向3這個字面值。這些字面值的數(shù)據(jù)，由于大小可知，生存期可知(這些字面值固定定義在某個程序塊里面，程序塊退出后，字段值就消失了)，出于追求速度的原因，就存在于棧中。 另外，棧有一個很重要的特殊性，就是存在棧中的數(shù)據(jù)可以共享。假設(shè)我們同時定義 int a = 3; int b = 3； 編譯器先處理int a = 3；首先它會在棧中創(chuàng)建一個變量為a的引用，然后查找有沒有字面值為3的地址，沒找到，就開辟一個存放3這個字面值的地址，然后將a指向3的地址。接著處理int b = 3；在創(chuàng)建完b的引用變量后，由于在棧中已經(jīng)有3這個字面值，便將b直接指向3的地址。這樣，就出現(xiàn)了a與b同時均指向3的情況。 特別注意的是，這種字面值的引用與類對象的引用不同。假定兩個類對象的引用同時指向一個對象，如果一個對象引用變量修改了這個對象的內(nèi)部狀態(tài)，那么另一個對象引用變量也即刻反映出這個變化。相反，通過字面值的引用來修改其值，不會導(dǎo)致另一個指向此字面值的引用的值也跟著改變的情況。如上例，我們定義完a與 b的值后，再令a=4；那么，b不會等于4，還是等于3。在編譯器內(nèi)部，遇到a=4；時，它就會重新搜索棧中是否有4的字面值，如果沒有，重新開辟地址存放4的值；如果已經(jīng)有了，則直接將a指向這個地址。因此a值的改變不會影響到b的值。 另一種是包裝類數(shù)據(jù)，如Integer, String, Double等將相應(yīng)的基本數(shù)據(jù)類型包裝起來的類。這些類數(shù)據(jù)全部存在于堆中，Java用new()語句來顯示地告訴編譯器，在運(yùn)行時才根據(jù)需要動態(tài)創(chuàng)建，因此比較靈活，但缺點(diǎn)是要占用更多的時間。
相同與相等,==與equals
在Java中,相同指的是兩個變量指向的地址相同,地址相同的變量自然值相同;而相等是指兩個變量值相等,地址可以不同.
相同的比較使用==,而相等的比較使用equals.
對于字符串變量的值比較來說,我們一定要使用equals而不是==.
=的真實(shí)意義
=即賦值操作,這里沒有問題,關(guān)鍵是這個值有時是真正的值,有的是地址,具體來說會根據(jù)等號右邊的部分而變化.
如果是基本類型(八種),則賦值傳遞的是確定的值,即把右邊變量的值傳遞給左邊的變量.
如果是類類型,則賦值傳遞的是變量的地址,即把等號左邊的變量地址指向等號右邊的變量地址.
指出下列代碼的輸出
String andy="andy";
String bill="andy";
if(andy==bill){
System.out.println("andy和bill地址相同");
}
else{
System.out.println("andy和bill地址不同");
}
String str=“andy”的機(jī)制分析
上頁代碼的輸出是andy和bill地址相同.
當(dāng)通過String str=“andy”;的方式定義一個字符串時,JVM先在棧中尋找是否有值為“andy”的字符串,如果有則將str指向棧中原有字符串的地址;如果沒有則創(chuàng)建一個,再將str的地址指向它. String andy=“andy”這句代碼走的是第二步,而String bill=“andy”走的是第一步,因此andy和bill指向了同一地址,故而andy==bill,andy和bill地址相等,所以輸出是andy和bill地址相同.
這樣做能節(jié)省空間—少創(chuàng)建一個字符串;也能節(jié)省時間—定向總比創(chuàng)建要省時.
指出下列代碼的輸出
String andy="andy";
String bill="andy";
bill="bill";
if(andy==bill){
System.out.println("andy和bill地址相同");
}
else{
System.out.println("andy和bill地址不同");
}
輸出及解釋
上頁代碼的輸出是:andy和bill地址不同
當(dāng)執(zhí)行bill=“bill”一句時,外界看來好像是給bill變換了一個新值bill,但JVM的內(nèi)部操作是把棧變量bill的地址重新指向了棧中一塊值為bill的新地址,這是因?yàn)樽址闹凳遣豢勺兊?要換值(賦值操作)只有將變量地址重新轉(zhuǎn)向. 這樣andy和bill的地址在執(zhí)行bill=“bill”一句后就不一樣了,因此輸出是andy和bill地址不同.
指出下列代碼的輸出
String andy=new String("andy");
String bill=new String("andy");
// 地址比較
if(andy==bill){
System.out.println("andy和bill地址相同");
}
else{
System.out.println("andy和bill地址不同");
}
// 值比較
if(andy.equals(bill)){
System.out.println("andy和bill值相等");
}
else{
System.out.println("andy和bill值不等");
}
輸出及機(jī)制分析
andy和bill地址不同
andy和bill值相等
我們知道new操作新建出來的變量一定處于堆中,字符串也是一樣.
只要是用new()來新建對象的，都會在堆中創(chuàng)建，而且其字符串是單獨(dú)存值的,即每個字符串都有自己的值,自然地址就不會相同.因此輸出了andy和bill地址不同.
equals操作比較的是值而不是地址,地址不同的變量值可能相同,因此輸出了andy和bill值相等.
指出下列代碼的輸出
String andy=new String("andy");
String bill=new String(andy);
// 地址比較
if(andy==bill){
System.out.println("andy和bill地址相同");
}
else{
System.out.println("andy和bill地址不同");
}
// 值比較
if(andy.equals(bill)){
System.out.println("andy和bill值相等");
}
else{
System.out.println("andy和bill值不等");
}
輸出
andy和bill地址不同
andy和bill值相等
道理仍和第八頁相同.只要是用new()來新建對象的，都會在堆中創(chuàng)建，而且其字符串是單獨(dú)存值的,即每個字符串都有自己的值,自然地址就不會相同.
指出下列代碼的輸出
String andy="andy";
String bill=new String(“Bill");
bill=andy;
// 地址比較
if(andy==bill){
System.out.println("andy和bill地址相同");
}
else{
System.out.println("andy和bill地址不同");
}
// 值比較
if(andy.equals(bill)){
System.out.println("andy和bill值相等");
}
else{
System.out.println("andy和bill值不等");
}
輸出及解析
andy和bill地址相同
andy和bill值相等
String bill=new String(“Bill”)一句在棧中創(chuàng)建變量bill,指向堆中創(chuàng)建的”Bill”,這時andy和bill地址和值都不相同;而執(zhí)行bill=andy;一句后,棧中變量bill的地址就指向了andy,這時bill和andy的地址和值都相同了.而堆中的”Bill”則沒有指向它的指針,此后這塊內(nèi)存將等待被垃圾收集.
指出下列代碼的輸出
String andy="andy";
String bill=new String("bill");
andy=bill;
// 地址比較
if(andy==bill){
System.out.println("andy和bill地址相同");
}
else{
System.out.println("andy和bill地址不同");
}
// 值比較
if(andy.equals(bill)){
System.out.println("andy和bill值相等");
}
else{
System.out.println("andy和bill值不等");
}
輸出
andy和bill地址相同
andy和bill值相等
道理同第十二頁
結(jié)論
使用諸如String str = “abc”；的語句在棧中創(chuàng)建字符串時時，str指向的字符串不一定會被創(chuàng)建！唯一可以肯定的是，引用str本身被創(chuàng)建了。至于這個引用到底是否指向了一個新的對象，必須根據(jù)上下文來考慮，如果棧中已有這個字符串則str指向它,否則創(chuàng)建一個再指向新創(chuàng)建出來的字符串. 清醒地認(rèn)識到這一點(diǎn)對排除程序中難以發(fā)現(xiàn)的bug是很有幫助的。
使用String str = “abc”；的方式，可以在一定程度上提高程序的運(yùn)行速度，因?yàn)镴VM會自動根據(jù)棧中數(shù)據(jù)的實(shí)際情況來決定是否有必要創(chuàng)建新對象。而對于String str = new String(“abc”)；的代碼，則一概在堆中創(chuàng)建新對象，而不管其字符串值是否相等，是否有必要創(chuàng)建新對象，從而加重了程序的負(fù)擔(dān)。
如果使用new()來新建字符串的，都會在堆中創(chuàng)建字符串，而且其字符串是單獨(dú)存值的,即每個字符串都有自己的值,且其地址絕不會相同
當(dāng)比較包裝類里面的數(shù)值是否相等時，用equals()方法；當(dāng)測試兩個包裝類的引用是否指向同一個對象時，用==。
由于String類的immutable性質(zhì)，當(dāng)String變量需要經(jīng)常變換其值如SQL語句拼接,HTML文本輸出時，應(yīng)該考慮使用StringBuffer類，以提高程序效率。