Java字符串:内存分析/方法梳理

秋刀鱼
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近期在学习Java字符串,梳理总结一下,更多是关于内存角度去分析,希望对你有帮助。

一、Java字符串的特性

  1. java.lang.String使用的final修饰,不能被修饰
  2. 字符串底层封装了字符数组以及针对字符串数组的操作算法
  3. Java使用的是Unicode编码方式,任何一个字符对应两个字节的编码
  4. 字符串一旦创建,对象内容不能改变,但字符串引用可以重新赋值

字符串的名称就是一个引用,相当于一个指针,我们需要一个新的字符串的时候,往往改变指针指向,而不是改变指针指向的内容

二、常量池及内存分析

java对字符串有一个优化的措施--特权:专门给字符串提供了一个字符串常量池。 常量池(constant pool) 指的是在编译期被确定,并被保存在已编译的 .class 文件中的一些数据,它包括关于类、方法、接口中的常量,也包括字符串直接量。 java推荐我们使用 字面量/直接量的方式来创建字符串,并且会缓存所有以字面量形式创建的字符串对象,当使用相同字面量再次创建字符串时会重用对象以减少内存开销,避免内存中堆积大量内容相同的字符串对象。

字面量/直接量:直接量是指在程序中通过源代码直接给出的值,例如在int a = 5;代码中,为变量 a 所分配的初始值 5 就是一个直接量。一个用双引号括起来的字符序列就是 String 类型的直接量。

Java字符串:内存分析/方法梳理如上图所示:常量池位于堆中,存放的是指向字符串的地址。当栈中有许多个“123abc”时候他们其实是指向一个字符串对象的

2.1字符串的创建

分析以下代码的系统底层实现
String s=new String("hello");//问该句创建的几个对象?

编译期,系统发现到该语句使用到字面量"hello"而系统常量池没有,系统会在堆中创建一个字符数组存储"hello"并且将其地址存储在常量池中。 之后运行new String("hello")会再创建一个字符数组,将字面量hello的内容复制过来 至此,内存中会被创建两个对象,一个是字面量,另一个是新new的对象。

分析以下代码实现
String s1="hello";

JVM会去常量池寻找是否有"hello",发现有,直接重用对象 Java推荐第二种方式,第一种会造成浪费! Java字符串:内存分析/方法梳理

2.2字符串的修改

//分析以下代码实现:
String s1="123abc";
String s2="123abc";
s1=s1+"!";
sout(s1==s2);//false

首先s1和s2指向同一个对象,当s1修改的时候,系统会先在常量池中寻找是否存在"123abc!"发现不存在,新创建一个字面量对象存储下来,再让s1指向其。

ps:Java中引用的==判定的是对象是否指向同一地址,str1.equals(str2)才是判断两个字符串内容是否相等

2.3字符串的拼接

//分析以下语句
String s1="123abc";
String s3="123";
String s4=s3+"abc";
sout(s4==s1);//false

首先系统创建字面量"123abc",“123”,“abc”供使用。 执行到s3+"abc"时候,虽然系统已经存在123abc的字面量,但是系统仍然会重新创建一个对象存储123abc。


三、常见字符串api方法

  • length():获取字符串的长度(字符个数)

      String str = "我爱Java!";
      int len = str.length(); //获取str的长度
      System.out.println(len); //7
    • trim():去除当前字符串两边的空白字符

      String str = "  hello world            ";
      System.out.println(str); //  hello world
      str = str.trim(); //去除当前字符串两边的空白字符
      System.out.println(str); //hello world
    • indexOf(String str):检索给定字符串在当前字符串的开始位置

      int lastIndexOf(String str):检索给定字符串在当前字符串中最后一次出现的位置

      //            0123456789012345
      String str = "thinking in java";
      int index = str.indexOf("in"); //检索in在字符串str中出现的开始位置
      System.out.println(index); //2
      
      index = str.indexOf("IN"); //当前字符串不包含给定内容IN,所以返回-1
      System.out.println(index); //-1
      
      index = str.indexOf("in",3); //从第4个字符开始找in第一次出现的位置
      System.out.println(index); //5
      
      index = str.lastIndexOf("in"); //找in最后一次出现的位置
      System.out.println(index); //9
    • substring(int start,int end):截取当前字符串中指定范围内的字符串(含头不含尾--包含start,但不包含end)

      public class SubstringDemo {
          public static void main(String[] args) {
              /*
              //            01234567890
              String str = "www.abcd.cn";
              String name = str.substring(4,8); //截取第4个到第7个----下标
              System.out.println(name); //abcd
              name = str.substring(4); //从第4个一直截取到字符串末尾----下标
              System.out.println(name); //abcd.cn
              */
              String name = getName("www.abcd.com.cn");
              System.out.println(name); //abcd
              String str = getName("http://www.google.com");
              System.out.println(str); //google
      
          }
      
          /**
           * 获取给定网址中的域名
           * @param line 网址
           * @return 返回域名
           */
          public static String getName(String line){
              //012345678901234
              //www.tedu.com.cn  第一个点到第二个点之间的字符串
              int start = line.indexOf(".")+1; //4,加1目的是为了找到点后的第一个字符的位置
              int end = line.indexOf(".",start); //8,从start往后找第一个.的位置
              return line.substring(start,end);
          }
      }
    • charAt():返回当前字符串指定位置上的字符

      //            0123456789012345
      String str = "thinking in java";
      char c = str.charAt(9); //获取位置9所对应的字符
      System.out.println(c); //i
    • startsWith(String str)和endsWith(String str):判断当前字符串是否是以给定的字符串开始/结尾的

      String str = "thinking in java";
      boolean starts = str.startsWith("think"); //判断str是否是以think开头的
      System.out.println("starts:"+starts); //true
      
      boolean ends = str.endsWith(".png"); //判断str是否是以.png结尾的
      System.out.println("ends:"+ends); //false
    • toUpperCase()和toLowerCase():将当前字符串中的英文部分转为全大写/全小写

      String str = "我爱Java!";
      String upper = str.toUpperCase(); //将str中英文部分转为全大写
      System.out.println(upper); //我爱JAVA!
      
      String lower = str.toLowerCase(); //将str中英文部分转为全小写
      System.out.println(lower); //我爱java!
    • valueOf():String类中提供的静态方法,将其它数据类型转换为String

      ```java int a = 123; String s1 = String.valueOf(a); //将int型变量a转换为String类型并赋值给s1 System.out.println("s1:"+s1); //123

      double dou = 123.456; String s2 = String.valueOf(dou); //将double型变量dou转换为String类型并赋值给s2 System.out.println("s2:"+s2); //123.456

      String s3 = a + ""; //任何内容与字符串连接结果都是字符串,效率低(下周一才能体会) System.out.println(s3); //123

    • split(regex):按照正则表达式regex的内容去截取字符串,返回一个字符串数组,拆分的结果

      String line="i hava an apple";
      String[] strings=line.split("\\s");
      //得到结果["i","hava","an","apple"]
      
    • isEmpty():判断字符串是否为空串

      String line="";
      boolean o=line.isEmpty();//0==true;

      line.isEmpty() 和 line==null line==null表示line是空指针,空引用 但是line.isEmpty()是判断指向的字符串是否为空串,是具体指向了一个串了的。 判断空串也可以用右边方法:line.length()==0

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