String 的不可变性怎么理解？

Dear 丶 2023-10-12 18:08 53阅读 0赞

### String 类 ###

#### String 类结构 ####

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

Java String 类是 java.lang 包中的类，其实现了 java.io.Serializable, Comparable, CharSequence 等接口。

String 类对象中存储的字符串，最终都是以字符形式存储在其 char\[\] 数组中，获取时从数组中读取字符列表，且 String 中该属性使用了 final 关键字定义。

private final char value[];

除此之外，String 类在 Object 的基础上重写了 equals() 和 hashCode() 方法，

*  equals() 除了使用 == 判断相等外，还会遍历循环比较两个字符串对应字符串数组中的每个字符，如果完全相同也会认为字符串相等。
 *  toString() 方法直接返回字符串本身，因为其就是字符串，无需 toString 转换

public boolean equals(Object anObject) {
        
            if (this == anObject) {
        
                return true;
            }
            if (anObject instanceof String) {
        
                String anotherString = (String)anObject;
                int n = value.length;
                if (n == anotherString.value.length) {
        
                    char v1[] = value;
                    char v2[] = anotherString.value;
                    int i = 0;
                    while (n-- != 0) {
        
                        if (v1[i] != v2[i])
                            return false;
                        i++;
                    }
                    return true;
                }
            }
            return false;
        }

#### String 的不可变性怎么理解？ ####

Java 中 String 类是不可变的，这意味着一旦创建了一个 String 对象，就不能再修改它的值。

String str = "abc";
    str = "123";
    System.out.println(str); // 输出 123

*  上述代码看似是改变了字符串内容，但是实际上只是将变量 str 指向的地址由 “abc” 改成了 “123”，在字符串常量池中 “abc” 仍然存在，不被改变。
 *  对于 String 提供的 trim()、replace() 等修改字符串字面值的方法也是同理，都是重新创建一个字符串返回，并没有修改原始字符串。

##### String 类的不可变性体现在如下方面： #####

1.  String 类使用 final 修饰，保证该类不会被继承进行修改
2.  String 类中存储内容的 char \[\] 使用 final 修饰，保证字符数组引用不会被修改
3.  尽管 String 类的 char\[\] 中的元素仍可以修改，但是又通过如下两种方式控制不被修改
    
     *  char\[\] 定义为 private ，即不可以从外部进行操作
     *  String 类中所有内部方法都避免操作 char\[\] 内容

基于上述内容，保证了 String 的 char\[\] 内容是不可变的，即 String 的不可变性。

由于 String 类是不可变的，所以它的性能比较高，且是线程安全的，即多个线程可以同时访问同一个 String 对象，而不会出现线程问题。

public final class String
        implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
        
        /** The value is used for character storage. */
        private final char value[];
        //...
    }

#### String 类的常用方法都有那些？ ####

*  length()：返回字符串长度
 *  trim()：去除字符串两端空白。
 *  toLowerCase()：将字符串转成小写字母。
 *  toUpperCase()：将字符串转成大写字符。
 *  charAt(int index)：返回指定索引处的字符。
 *  inexOf(char c)：返回指定字符的索引。
 *  replace()：字符串替换。
 *  split()：分割字符串，返回一个分割后的字符串数组。
 *  substring (int beginIndex, int endIndex)：返回从 beginIndex 到 endIndex-1 的子字符串。
 *  equals(Object obj)：字符串比较是否相等。
 *  getBytes()：返回字符串的 byte 类型数组。

#### String 常用工具类 ####

StringUtils 是处理字符串的工具类，String 类实现 CharSequence 接口，为实现不同的 String 操作，各大厂商封装了相应的 StringUtils 工具类。

1.  org.springframework.util.StringUtils，spring 自带 String 工具类，可以满足基本的使用。
    
     *  Java Web 中不需要导包，在 spring-core 包中存在，可以直接使用
2.  org.apache.commons.lang.StringUtils， apache 提供的 String 工具类，对 java.lang 的扩展。
    
     *  lang 最新版本是 2.6，最低要求 Java1.2 以上，目前官方已不再维护。
3.  apache-commons-lang3.StringUtils，lang 的升级包，将参数换成 CharSequence 数组，贴合 String 类型的内部结构，最常用工具类包。
    
     *  lang3 目前最新版本是 3.12.0，最低要求 Java8 以上。相对于 lang 来说完全支持 Java8 的特性，废除了一些旧的 API。该版本无法兼容旧有版本，于是为了避免冲突改名为 lang3。

<dependency>
        <groupId>org.apache.commons</groupId>
        <artifactId>commons-lang3</artifactId>
        <version>3.6</version>
    </dependency>