java String源码和String常量池的全面解析

发布时间：2020-05-23 18:00:01 所属栏目：Java 来源：互联网

导读：1.String介绍，常用方法源码分析2.String常量池分析常用方法equalstrimreplaceconcatsplit

1. String 介绍，常用方法源码分析

2. String 常量池分析

常用方法

equals

trim

replace

concat

split

startsWith 和 endsWith

substring

toUpperCase() 和 toLowerCase()

compareTo

String 介绍

String类被final所修饰，也就是说String对象是不可变量，并发程序最喜欢不可变量了。String类实现了Serializable,Comparable,CharSequence接口。

从一段代码说起：

public void stringTest(){
 String a = "a"+"b"+1;
 String b = "ab1";
 System.out.println(a == b);
}

大家猜一猜结果如何？如果你的结论是true。好吧，再来一段代码：

public void stringTest(){
 String a = new String("ab1");
 String b = "ab1";
 System.out.println(a == b);
}

结果如何呢？正确答案是false。

让我们看看经过编译器编译后的代码如何

//第一段代码
public void stringTest() {
 String a = "ab1";
 String b = "ab1";
 System.out.println(a == b);
}

//第二段代码
public void stringTest() {
 String a1 = new String("ab1");
 String b = "ab1";
 System.out.println(a1 == b);
}

也就是说第一段代码经过了编译期优化，原因是编译器发现"a"+"b"+1和"ab1"的效果是一样的，都是不可变量组成。但是为什么他们的内存地址会相同呢？如果你对此还有兴趣，那就一起看看String类的一些重要源码吧。

源码

一、 String属性

String类中包含一个不可变的char数组用来存放字符串，一个int型的变量hash用来存放计算后的哈希值。

/** The value is used for character storage. */
private final char value[];
/** Cache the hash code for the string */
private int hash; // Default to 0
/** use serialVersionUID from JDK 1.0.2 for interoperability */
private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L;

二、 String构造函数

//不含参数的构造函数，一般没什么用，因为value是不可变量
public String() {
 this.value = new char[0];
}
//参数为String类型
public String(String original) {
 this.value = original.value;
 this.hash = original.hash;
}
//参数为char数组，使用java.utils包中的Arrays类复制
public String(char value[]) {
 this.value = Arrays.copyOf(value,value.length);
}
//从bytes数组中的offset位置开始，将长度为length的字节，以charsetName格式编码，拷贝到value
public String(byte bytes[],int offset,int length,String charsetName)
 throws UnsupportedEncodingException {
 if (charsetName == null)
 throw new NullPointerException("charsetName");
 checkBounds(bytes,offset,length);
 this.value = StringCoding.decode(charsetName,bytes,length);
}
//调用public String(byte bytes[],String charsetName)构造函数
public String(byte bytes[],String charsetName)
 throws UnsupportedEncodingException {
 this(bytes,bytes.length,charsetName);
}

三、 String常用方法

1. equals

boolean equals(Object anObject)
public boolean equals(Object anObject) {
 //如果引用的是同一个对象，返回真
 if (this == anObject) {
 return true;
 }
 //如果不是String类型的数据，返回假
 if (anObject instanceof String) {
 String anotherString = (String) anObject;
 int n = value.length;
 //如果char数组长度不相等，返回假
 if (n == anotherString.value.length) {
  char v1[] = value;
  char v2[] = anotherString.value;
  int i = 0;
  //从后往前单个字符判断，如果有不相等，返回假
  while (n-- != 0) {
  if (v1[i] != v2[i])
   return false;
  i++;
  }
  //每个字符都相等，返回真
  return true;
 }
 }
 return false;
}

String e1 = "good";
String e2 = "good everyDay";
e1.equals(e2); // 返回 false

1 首先判断是否引用同一个对象 == 也就是判断这两个引用的内存地址是否相同，如果相同直接返回 true

2 会判断是否类型相同，是否是同一种数据类型

3 类型相同就会比较转换成的字符数组的长度是否相同

4 从后往前比较每一个字符是否相同

判断顺序 =》 1.内存地址 2.数据类型 3.字符数组长度 4.单个字符比较

2. compareTo

int compareTo(String anotherString)
public int compareTo(String anotherString) {
 //自身对象字符串长度len1
 int len1 = value.length;
 //被比较对象字符串长度len2
 int len2 = anotherString.value.length;
 //取两个字符串长度的最小值lim
 int lim = Math.min(len1,len2);
 char v1[] = value;
 char v2[] = anotherString.value;
 int k = 0;
 //从value的第一个字符开始到最小长度lim处为止，如果字符不相等，返回自身（对象不相等处字符-被比较对象不相等字符）
 while (k < lim) {
 char c1 = v1[k];
 char c2 = v2[k];
 if (c1 != c2) {
  return c1 - c2;
 }
 k++;
 }
 //如果前面都相等，则返回（自身长度-被比较对象长度）
 return len1 - len2;
}

String co1 = "hello" ;
String co2 = "hello";
String co3 = "hello you";
  
System.out.println(co1.compareTo(co2)); // 0
System.out.println(co1.compareTo(co3)); // -4

这个方法写的很巧妙，先从0开始判断字符大小。

如果两个对象能比较字符的地方比较完了还相等，就直接返回自身长度减被比较对象长度，如果两个字符串长度相等，则返回的是0，巧妙地判断了三种情况。

3.hashCode

int hashCode()
public int hashCode() {
 int h = hash;
 //如果hash没有被计算过，并且字符串不为空，则进行hashCode计算
 if (h == 0 && value.length > 0) {
  char val[] = value;
  //计算过程
  //s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + ... + s[n-1]
  for (int i = 0; i < value.length; i++) {
   h = 31 * h + val[i];
  }
  //hash赋值
  hash = h;
 }
 return h;
}

String a = "toyou";
char val[] = a.toCharArray();
char c1 = 't';
char c2 = 'a';
int f = c1; 
int e = c2;
   
System.out.println(e);   // 97 a
System.out.println(f);   // 116 t
System.out.println(31*val[0]); // 3596
System.out.println(31*c1);  // 3596
// hashCode 计算中 因为char 字符可以自动转换成对应的 int 整形

String类重写了hashCode方法，Object中的hashCode方法是一个Native调用。

String类的hash采用多项式计算得来，我们完全可以通过不相同的字符串得出同样的hash，所以两个String对象的hashCode相同，并不代表两个String是一样的。

同一个String 对象 hashCode 一定相同，但是 hashCode相同，不一定是同一个对象

4.startsWith

boolean startsWith(String prefix,int toffset)
public boolean startsWith(String prefix,int toffset) {
 char ta[] = value;
 int to = toffset;
 char pa[] = prefix.value;
 int po = 0;
 int pc = prefix.value.length;
 // Note: toffset might be near -1>>>1.
 //如果起始地址小于0或者（起始地址+所比较对象长度）大于自身对象长度，返回假
 if ((toffset < 0) || (toffset > value.length - pc)) {
  return false;
 }
 //从所比较对象的末尾开始比较
 while (--pc >= 0) {
  if (ta[to++] != pa[po++]) {
   return false;
  }
 }
 return true;
}
public boolean startsWith(String prefix) {
 return startsWith(prefix,0);
}
public boolean endsWith(String suffix) {
 return startsWith(suffix,value.length - suffix.value.length);
}

String d = "www.58fxp.com";
   
 System.out.println(d.startsWith("www")); // true
 System.out.println(d.endsWith("com")); // true

起始比较和末尾比较都是比较经常用得到的方法，例如在判断一个字符串是不是http协议的，或者初步判断一个文件是不是mp3文件，都可以采用这个方法进行比较。

5.concat

String concat(String str)
public String concat(String str) {
 int otherLen = str.length();
 //如果被添加的字符串为空，返回对象本身
 if (otherLen == 0) {
  return this;
 }
 int len = value.length;
 char buf[] = Arrays.copyOf(value,len + otherLen);
 str.getChars(buf,len);
 return new String(buf,true);
}

String cat = "much";
   
String newcat = cat.concat(" yes"); // much yes

concat方法也是经常用的方法之一，它先判断被添加字符串是否为空来决定要不要创建新的对象。

1 如果拼接的字符长度为0 直接返回原字符对象

2 拼接的字符不为空返回新的字符对象

判断字符长度生成新对象

6.replace

String replace(char oldChar,char newChar)
public String replace(char oldChar,char newChar) {
 //新旧值先对比
 if (oldChar != newChar) {
  int len = value.length;
  int i = -1;
  char[] val = value; /* avoid getfield opcode */
  //找到旧值最开始出现的位置
  while (++i < len) {
   if (val[i] == oldChar) {
    break;
   }
  }
  //从那个位置开始，直到末尾，用新值代替出现的旧值
  if (i < len) {
   char buf[] = new char[len];
   for (int j = 0; j < i; j++) {
    buf[j] = val[j];
   }
   while (i < len) {
    char c = val[i];
    buf[i] = (c == oldChar) ? newChar : c;
    i++;
   }
   return new String(buf,true);
  }
 }
 return this;
}

String r1 = "how do you do";
   
String r2 = r1.replace("do","is");
System.out.println(r2); // how is you is

这个方法也有讨巧的地方，例如最开始先找出旧值出现的位置，这样节省了一部分对比的时间。

replace(String oldStr,String newStr)方法通过正则表达式来判断。

（编辑：安卓应用网）

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