【Java源码分析】String源码深入解析

女爷i 2022-05-27 09:49 276阅读 0赞

String可以说是我们最长用的一个类了，但是你真的理解她吗？废话不多说，直接开整。

### 1.接口实现 ###

public final class String
        implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence

String类实现了三个接口，表明了她是可序列化，可比较的。并且实现了接口中一些字符

### 2.成员变量 ###

/** 用来存储字符，String底层维护的就是一个字符数组，findl修饰，不可变 */
        private final char value[];
    
        /** 缓存字符串的hashcode（散列码） */
        private int hash; // Default to 0

### 3.常用的构造方法 ###

/**
         * 空参构造，初始化一个空串，一般没什么用
         */
        public String() {
            this.value = "".value;
        }
    
        
        public String(String original) {
            this.value = original.value;
            this.hash = original.hash;
        }
    
        /**
         * 拷贝了一份新的数组
         */
        public String(char value[]) {
            this.value = Arrays.copyOf(value, value.length);
        }
        //bytes数组offset位置开始，以charsetName的编码格式，拷贝length个字节到value数组中
        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, offset, length);
        }

### 4.常用的方法 ###

#### 4.1 equals方法 ####

/**
         * 重写了父类的equals方法
         */
        public boolean equals(Object anObject) {
            if (this == anObject) {		//同一个对象返回true
                return true;
            }
            if (anObject instanceof String) {
                String anotherString = (String)anObject;
                int n = value.length;
                if (n == anotherString.value.length) {	//长度相等
                    char v1[] = value;
                    char v2[] = anotherString.value;
                    int i = 0;
                    while (n-- != 0) {		//比较每个字符是否相等
                        if (v1[i] != v2[i])
                            return false;
                        i++;
                    }
                    return true;
                }
            }
            return false;
        }

#### 4.2 compareTo方法 ####

/**
         * 比较两个字符串，依次比较每个字符，如果返回正数 ，则当前字符串大于另一个字符串，反之，则小。如果其中一个字符串是另一个字符串的子串，那么更长的更大
         */
        public int compareTo(String anotherString) {
            int len1 = value.length;				//当前字符串的长度
            int len2 = anotherString.value.length;	//要比较的字符串的长度
            int lim = Math.min(len1, len2);			//取两个长度的最小值
            char v1[] = value;		
            char v2[] = anotherString.value;
    
            int k = 0;
            while (k < lim) {		//当k没有越界
                char c1 = v1[k];	
                char c2 = v2[k];
                if (c1 != c2) {			//如果两个字符不想等
                    return c1 - c2;		//做减法
                }	
                k++;	
            }
            return len1 - len2;		
        }

#### 4.3 startsWith方法 ####

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.
            if ((toffset < 0) || (toffset > value.length - pc)) {
                return false;
            }
            while (--pc >= 0) {		//在prefix长度范围内，从头开始依次比较字符是否相等
                if (ta[to++] != pa[po++]) {
                    return false;
                }
            }
            return true;
        }

#### 4.4 hashCode方法 ####

/**
         * 返回字符串的hashCode值
         * 算法：s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + ... + s[n-1]
         * s[i]表示i位置的字符，n是字符串的长度，^表示幂运算
         * 空串的hash值是0
         *
         */
        public int hashCode() {
            int h = hash;			
            if (h == 0 && value.length > 0) {
                char val[] = value;
    
                for (int i = 0; i < value.length; i++) {
                    h = 31 * h + val[i];
                }
                hash = h;
            }
            return h;
        }

#### 4.5 concat方法 ####

/**
         * 把指定的字符串连接到这个字符串的末尾。
         * 如果参数字符串的长度是 0,直接返回该对象
         * 否则链接两个对象
         */
        public String concat(String str) {
            int otherLen = str.length();	//获取指定字符串的长度
            if (otherLen == 0) {		//如果是0，直接返回
                return this;
            }
            int len = value.length;		
            char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen); 
            str.getChars(buf, len);
            return new String(buf, true);
        }

#### 4.6 replace方法 ####

/**
         * 替换
         */
        public String replace(char oldChar, char newChar) {
            if (oldChar != newChar) {
                int len = value.length;
                int i = -1;		
                char[] val = value; /* avoid getfield opcode 在一个方法中需要大量引用实例域变量的时候，使用方法中的局部变量代替引用可以减少getfield操作的次数，提高性能。*/
                //找到oldChar最开始出现的位置
                while (++i < len) {
                    if (val[i] == oldChar) {
                        break;
                    }
                }
                //从这个位置开始
                if (i < len) {
                    char buf[] = new char[len];
                    for (int j = 0; j < i; j++) { //把i之前的字符拷贝到buf数组中
                        buf[j] = val[j];
                    }
                    while (i < len) {	//i之后的位置进行判断，如果是oldChar则替换
                        char c = val[i];
                        buf[i] = (c == oldChar) ? newChar : c;
                        i++;
                    }
                    return new String(buf, true);
                }
            }
            return this;
        }

#### 4.7 trim方法 ####

public String trim() {
            int len = value.length;
            int st = 0;
            char[] val = value;    /* avoid getfield opcode */
            //找到从最前面开始第一个不是空格的位置
            while ((st < len) && (val[st] <= ' ')) {
                st++;
            }
            //找到从最后面开始第一个不是空格的位置
            while ((st < len) && (val[len - 1] <= ' ')) {
                len--;
            }
            return ((st > 0) || (len < value.length)) ? substring(st, len) : this;
        }

#### 4.8 intern方法 ####

/**
         * intern方法是Native调用，它的作用是在方法区中的常量池里通过equals方法寻找等值的对象，
         * 如果没有找到则在常量池中开辟一片空间存放字符串并返回该对应String的引用，否则直接返回常量池中已存在String对象的引用。
         */
        public native String intern();

#### 4.9 其他方法 ####

split();

indexOf();