[Java知识库] Java不要再问String为什么是不可变的！

开发: C++知识库 Java知识库 JavaScript Python PHP知识库人工智能区块链大数据移动开发嵌入式开发工具数据结构与算法开发测试游戏开发网络协议系统运维
教程: HTML教程 CSS教程 JavaScript教程 Go语言教程 JQuery教程 VUE教程 VUE3教程 Bootstrap教程 SQL数据库教程 C语言教程 C++教程 Java教程 Python教程 Python3教程 C#教程
数码: 电脑笔记本显卡显示器固态硬盘硬盘耳机手机 iphone vivo oppo 小米华为单反装机图拉丁

-> Java知识库 -> Java不要再问String为什么是不可变的！ -> 正文阅读

[Java知识库]Java不要再问String为什么是不可变的！

Java基础划重点整理

Java不要再问String为什么是不可变的！

前言

String 是一个特殊的对象，属于引用类型,一经创建初始化后不能更改，由于String 对象的不可变，所以可以共享。

定义

从概念上讲，Java字符串就是Unicode字符序列。在标准Java类库中提供了一个预定义类String。String就是用双引号引起来的几个字符，每个用双引号括起来的字符串都是String类的一个实例：

String s = "abc";

String 对象是不可变的。查看 JDK 文档你就会发现，String 类中每一个看起来会修改 String 值的方法，实际上都是创建了一个全新的 String 对象，以包含修改后的字符串内容。而最初的 String 对象则丝毫未动。看看下面的代码：

public class User {

    public static String upcase(String s){
        return s.toUpperCase();
    }

    public static void main(String[] args) {
        String name = "manoninsight";
        String name1 = upcase(name);
        System.out.println(name1);
        System.out.println(name);
    }
}

输出：

MANONINSIGHT
manoninsight

当把 name 传递给 upcase() 方法时，实际传递的是引用的一个拷贝。其实，每当把 String 对象作为方法的参数时，都会复制一份引用，而该引用所指向的对象其实一直待在单一的物理位置上，从未动过。

回到 upcase() 的定义，传入其中的引用有了名字 s，只有 upcase() 运行的时候，局部引用 s 才存在。一旦 upcase() 运行结束，s 就消失了。当然了，upcase() 的返回值，其实是最终结果的引用。这足以说明，upcase() 返回的引用已经指向了一个新的对象，而 name 仍然在原来的位置。

对于一个方法而言，参数是为该方法提供信息的，而不是想让该方法改变自己的。在阅读这段代码时，读者自然会有这样的感觉。这一点很重要，正是有了这种保障，才使得代码易于编写和阅读。

小细节：
我们知道String是一个对象，然而我们前面说过对象的创建要通过new关键字创建，而我们在创建String时却写成：
String s = “abc”;
而非
String s = new String(“abc”);

String s=new String(“abc”);创建了两个对象

1，在字符串池中创建一个对象（此对象是不能重复的）

2，new 出一个对象。Java 运行环境有一个字符串池，由 String 类维护。执行语句 String s=“abc"时，首先查看字符串池中是否存在字符串"abc”，如果存在则直接将"abc"赋给 s，如果不存在则先在字符串池中新建一个字符串"abc"，然后再将其赋给 s。执行语句 String s=new String(“abc”)时，不管字符串池中是否存在字符串"abc"，直接新建一个字符串"abc"（注意：新建的字符串"abc"不是在字符串池中），然后将其付给 s。

重载

String不可变性会带来一定的效率问题。为 String 对象重载的 + 操作符就是一个例子。重载的意思是，一个操作符在用于特定的类时，被赋予了特殊的意义。操作符 + 可以用来连接 String：

    public static void main(String[] args) { 
        String name = "码农洞见"; 
        String age = 30;
        String s = "namge：" + name + "age：" + age; 
        System.out.println(s);
    }

可以想象一下，这段代码是这样工作的：String 可能有一个 append() 方法，它会生成一个新的 String 对象，以包含“namge：”与 name 连接后的字符串。该对象会再创建另一个新的 String 对象，然后与“age：”相连，生成另一个新的对象，依此类推。

这种方式当然是可行的，但是为了生成最终的 String 对象，会产生一大堆需要垃圾回收的中间对象。我猜想，Java 设计者一开始就是这么做的（这也是软件设计中的一个教训：除非你用代码将系统实现，并让它运行起来，否则你无法真正了解它会有什么问题），然后他们发现其性能相当糟糕。

为了解决这个问题，在JDK5.0中引入 StringBuilder类。在这之前用的是 StringBuffer。后者是线程安全的，因此开销也会大些。使用 StringBuilder 进行字符串操作更快一点。如果需要用许多小段的字符串构建一个字符串，那么应该按照下列步骤进行。首先，构建一个空的字符串构建器：

 StringBuilder builder = new StringBuilder();

当每次需要添加一部分内容时，就调用append方法。

builder.append("abc");
builder.append("123");
...

在需要构建字符串时就调用toString方法，将可以得到一个String对象，其中包含了构建器中的字符序列。

String result = builder.toString();

StringBuilder 提供了丰富而全面的方法，包括 insert()、replace()、substring()，甚至还有reverse()，但是最常用的还是 append() 和 toString()。还有 delete()。

总结

String 是只读字符串，它是一个对象。每次+操作隐式在堆上new了一个跟原来字符串相同的StringBuilder对象，在调用append方法拼接+后面的字符串。在使用过程中在细节上要注意效率问题，例如恰当地使用 StringBuilder 等。

我们都知道Java源自于C++，Java设计者认为C++允许编程人员任意重载操作符是一个很复杂的过程，所以没有纳入到Java中。然而就像现在看到的Python和C#，它们都有垃圾回收机制，操作符重载也简单易懂。所以说在Java中使用操作符重载也并非想象中那么复杂。这也是软件设计中的一个教训：除非你用代码将系统实现，并让它运行起来，否则你无法真正了解它会有什么问题。

希望Java越来越好用！

更多精品内容请扫描关注
关注更多