[Java知识库]Java String类内存分配

1. 创建字符串

//1. 直接赋值
String str1 = "Hello world";
//2. new对象
String str2 = new String("Hello World");
//3. 根据字符数组内容构造
char[] array = {'a','b','c'};
String str3 = new String(array);

2. 字符串比较

2.1 equals()

==是用来比较地址的，想要比较两个字符串内容是否相等，要使用函数equals();

String str1 = "Hello";
Stirng str2 = "hello";
System.out.println(str1.equals(str2)); //法1.false
System.out.println(str2.equals(str1)); //法2.false

注意事项：

1. 比较函数equals()是区分大小写的比较；
2. 当比较两者不为null时，上述两种写法均可；但如果str1 = null，null值引用方法会报错，所以使用方法2更安全。

2.2 equalsIgnoreCase()

与equals()方法类似，是不分区大小写的比较方法。

2.3 compareTo()

int compareTo(String anotherString)：按字典顺序比较两个字符串

返回值为int，从第一个字符开始比较两个字符串，

如果不相等，返回两者的ASCII差值；

如果相等就比较第二个，以此类推，直到不等为止，或str1与str2长度不同，但对应位字符相同，此时返回长度差。

public static void main(String[] args) {
        String str1 = "Stringa";
        String str2 = "Stringc";
        String str3 = "Stringa1234";

        int result1 = str1.compareTo(str2);
        System.out.println(result1); //-2
			  int result2 = str1.compareTo(str3);
        System.out.println(result2); //-3
    }

2. 字符串常量池

2.1 共享设计模式

String类的设计使用了共享设计模式，在JVM底层实际上会自动维护一个对象池(字符串常量池)。

a）直接赋值法

• 若采用直接赋值法创建字符串，将该实例化对象，即字符串内容保存在字符串常量池中。例如str1。
• 若下次使用直接赋值法创建字符串，在字符串常量池中已有指定内容，那么直接进行引用，无需再开辟新的空间。

b）构造方法

• 若采用String构造方法会在堆内存中开辟出两块内存空间，其中一块会成为垃圾空间。
• 只要是构造方法new出来的对象都是要再堆中开辟空间的，所以会出现同一字符串可能被存储多次，浪费时间。例如str2。

c) 拼接字符串

• 若拼接两者均字符串常量，那么拼接后的字符串与源字符串变量视为相同变量，公用一个内存地址。例如str3。
• 只要有其一为变量或是new出来的字符串，那么拼接时会new新的字符串存在堆上。例如str6、str7。

2.2 内存结构分析

String str1 = "Hello";
String str2 = new String("Hello"); //编译的时候这个地方就相当于String str3 = "hello"
String str3 = "He"+"llo";

String str4 = "He";
String str5 = "llo";
String str6 = str4 + str5; 

String str7 = "He"+ new String("llo");

System.out.println(str1 == str2);  //false
System.out.println(str1 == str3);  //true
System.out.println(str1 == str6);  //false
System.out.println(str1 == str7);  //false

面试题：请解释String类中两种对象实例化的区别？

A：
直接赋值法：只会开辟一块堆内存，并且该字符串对象可以自动保存再字符串常量池中以供下次使用。
构造方法：会在堆内存中开辟出两块内存空间，且一块作为垃圾空间，不会自动保存再字符串常量池中，可以手动入池。

2.3 手动入池

在使用构造函数创建字符串时，字符串内容不会自动保存再字符串常量池中，所以可以采用intern()方法手动入池。

String str1 = "Hello"; //str1存放在字符串常量池中
String str2 = new String("Hello").intern(); //str2手动入池
System.out.println(str1 == str2);  //true

3. 字符串与字符转换

• 获取指定位置字符 charAt()

String str = "hello world";
System.out.println(str.charAt(0)); //获取下标为0的字符

• 字符串转字符数组 toCharArray()

String str = "hello wordl";
char[] array = str.toCharArray();

• 字符数组转字符串

char[] array = {'a','b','c'};
String str1 = new String(array); //全部转换
String str2 = new String(array,0,1); //部分转换

4. 字符串不可变

字符串是一种不可变对象，它的内容不可改变。

例如下述代码，修改前str1和str2都指向同一块内存地址，但是修改后，str1指向"world"所在的新地址，而str2还指向原来的“hello”的地址，所以不再指向同一个地址。由此可见，字符串修改，本质上是是该引用指向了新的对象，而不是对原对象的修改。

public static void main(String[] args) {
        String str1 = "hello";
        String str2 = str1;
        System.out.println(str1); //hello
        System.out.println(str2); //hello
        System.out.println(str1 == str2); //true
        System.out.println("============");
        str1 = "world";
        System.out.println(str1); //world
        System.out.println(str2); //hello
        System.out.println(str1 == str2); //false
    }