Java之字符串实践

功能概述

• 字符串是Java编程中常用的数据类型，本文对String部分常见功能做了对应实践以及分析。

功能实践

场景1：字符串比较

用例代码

@Test
public void test_string_compare() {String s1 = "abc";String s2 = s1;String s5 = "abc";String s3 = new String("abc");String s4 = new String("abc");System.out.println("s1 == s5: " + (s1 == s5));System.out.println("s1 == s2: " + (s1 == s2));System.out.println("s1.equals(s2): " + s1.equals(s2));System.out.println("s3 == s4: " + (s3 == s4));System.out.println("s1.equals(s4): " + s1.equals(s4));System.out.println("s3.equals(s4): " + s3.equals(s4));
}

运行结果

s1 == s5: true
s1 == s2: true
s1.equals(s2): true
s3 == s4: false
s1.equals(s4): true
s3.equals(s4): true

结果分析

• “==” 比较基本类型时，判断值是否相等，比较对象类型时，判断是否指向同一内存地址。
• equals是比较两个对象是否一样（即所有成员的值是否相同）。
• 字符串，如"abc"是放在常量池中的，在内存中只存在一份副本，所以s1 == s5，同一个字符串，只有一个内存地址（会在常量池中检查是否存在已有的字符串，存在时，返回原有字符串的内存地址，就不会新建新的内存地址了）。
• s3、s4指向的对象都是通过new创建的新对象，内存地址不一样，所以比较为false。

场景2：字符串intern方法使用

用例代码

@Test
public void test_intern_v1() {// 未使用intern时String s1 = new String("aaa777");String s2 = "aaa777";System.out.println(s1 == s2);// 使用intern时String s3 = new String("aaa777");s3 = s3.intern();String s4 = "aaa777";System.out.println(s3 == s4);
}

运行结果

false
true

结果分析

• s1是指向堆中对象的引用，s2是指向常量池中字符串的引用，所以两者的内存地址不一样。
• intern()会查找常量池中是否存在"aaa777"的引用，若存在返回，否则把String对象添加到池中，再返回在池中的引用。

场景3：String、StringBuffer、StringBuilder性能比较

用例代码

@Test
public void test_String_StringBuffer_StringBuilder_efficiency() {testString();testStringBuffer();testStringBuilder();
}private void testString() {String s = "Hello";String s1 = "World";long start = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < 10000; i++) {s = s + s1;}long end = System.currentTimeMillis();long runtime = (end - start);System.out.println("testString runtime:" + runtime);
}private void testStringBuilder() {StringBuilder s = new StringBuilder("Hello");String s1 = "World";long start = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < 10000; i++) {s.append(s1);}long end = System.currentTimeMillis();long runtime = (end - start);System.out.println("testStringBuilder runtime:" + runtime);
}private void testStringBuffer() {StringBuffer s = new StringBuffer("Hello");String s1 = "World";long start = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < 10000; i++) {s.append(s1);}long end = System.currentTimeMillis();long runtime = (end - start);System.out.println("testStringBuffer runtime:" + runtime);
}

运行结果

testString runtime:646
testStringBuffer runtime:1
testStringBuilder runtime:0

结果分析

• 在执行方面来看：StringBuilder最高、StringBuffer次之、String最低。

场景4：StringTokenizer字符串分割

用例代码

@Test
public void test_StringTokenizer() {StringTokenizer st2 = new StringTokenizer("Hello&World&!","&"); //指定自定义分隔符while (st2.hasMoreTokens()) {System.out.println(st2.nextToken());}
}

运行结果

Hello
World
!

结果分析

• StringTokenizer可按指定分隔符，第字符串进行分隔。

场景5：字符串与字符数组比较

用例代码

@Test
public void test_string_with_char_array_compare() {String s = "hello";String t = "hello";char c[] = {'h','e','l','l','o'};System.out.println(s.equals(t));System.out.println(t.equals(c));System.out.println(s == t);System.out.println(t.equals(new String("hello")));String s1 = "he" + "llo";System.out.println(s == s1);
}

运行结果

true
false
true
true
true

结果分析

• s.equals(t)值为true：因为"hello"会存在堆中的字符串常量池中，并且按照享元模式，判断字符串是否存在，不存在才创建，所以s、t是同一个字符串引用
• t.equals©值为false：按照String重写的equals方法，会判断入参是否为String类型，若不是则返回false
• s == t值为true：==比较的是引用，因为s、t是同一个引用，所以相等
• t.equals(new String(“hello”))值为true：因为String的比较逻辑，会去字符串中的字符数组来比较，字符都相等，则返回true
• s == s1值为true：因为"he" + “llo"在编译器就会转化"hello”，存在常量区，因为s已经放在常量池中，与s1不会创建新的字符串，s与s1是同一个字符串引用

功能总结

• String常量池采用了享元模式（Flyweight）即会共享字符串，判断字符串是否存在，若存在则使用，否则新创建。常量池：它是一个由数组组成的表，用来存储程序中使用的各种常量，包括Class、String、Integer等各种基本的Java数据类型

• intern()方法分析：（intern：助理、实习生）

  • intern方法主要把字符串放入字符串常量池中。有两种情况，会将字符串放在常量池中

    • 直接使用双引号声明的String对象会直接存储在常量池中，如：String s1 = “aa” 。
    • 通过调用String提供的intern方法把字符串放在常量池中，会检查字符串在常量池中是否存在，存在则不处理，若不存在则放入字符串常量池中。

  • Returns a canonical representation for the string object. （jdk中的描述）

    • 根据jdk中描述：intern()会返回字符串对象的规范标识，即会从常量池中查找指定字符串，若能找到则返回对应引用，否则把String对象添加到池中，再返回在池中的引用。

  • 注明：

    • a）字符串放入字符串常量池，需要满足上面所说的两种情况。
    • b）并不是调用了intern就会将字符串放入字符串常量池中，会先检查字符串是否存在，若存在则不处理。若不存在，要看字符串在堆中是否已存在，已存在只存对象引用，减少对象的创建 c）字符串常量池，在jdk1.7后就从Perm区迁移到堆中，这样对于字符串常量池中可以存对象引用，减少了对象的创建，就大大减少了字符串所占的空间了。

• String、StringBuilder、StringBuffer使用总结：

  • 如果要操作的数据量比较小，优先使用String类（量多的话，String本质是使用StringBuilder处理的，会产生许多临时对象，触发垃圾回收，影响性能）
  • 如果是单线程下处理大量数据，优先使用StringBuilder类（StringBuilder是线程不安全的，单线程下可以使用，减少线程同步的开销）
  • 如果是多线程下处理大量数据，优先使用StringBuffer类（因为是线程安全的）