java中String类型变量的赋值问题

第一节 String类型的方法参数

运行下面这段代码，其结果是什么？

package com.test;

public class Example {
    
    String str = new String("good");
    char[] ch = { 'a', 'b', 'c' };

    public static void main(String[] args) {
        Example ex = new Example();
        ex.change(ex.str, ex.ch);
        System.out.println(ex.str);
        System.out.println(ex.ch);
    }

    public void change(String str, char ch[]) {
        str = "test ok";
        ch[0] = 'g';
    }
    
}

结果如下：

good
gbc

解说：java 中String是 immutable的，也就是不可变，一旦初始化，引用指向的内容是不可变的（注意：是内容不可变）。

　　也就是说，假设代码中有String str = “aa”;str=“bb”;，则第二条语句不是改变“aa”原来所在存储地址中的内容，而是另外开辟了一个空间用来存储“bb”；同时由于str原来指向的“aa”现在已经不可达，jvm会通过GC自动回收。

 

　　在方法调用时，String类型和数组属于引用传递，在上述代码中，str作为参数传进change(String str, char ch[]) 方法，方法参数str指向了类中str指向的字符串，但str= "test ok"; 语句使得方法参数str指向了新分配的地址，该地址存储“test ok”，而原来的str仍然指向“good”。对于数组而言，在change方法中，方法参数ch指向了类中ch指向的数组，ch[0] = 'g';语句改变了类中ch指向的数组的内容

我们再来看下面这段代码，它的运行结果是什么？

package com.test;

public class Example {
    
    String str = new String("good");
    char[] ch = { 'a', 'b', 'c' };

    public static void main(String[] args) {
        Example ex = new Example();
        ex.change(ex.str, ex.ch);
        System.out.println(ex.str);
        System.out.println(ex.ch);
    }

    public void change(String str, char ch[]) {
        str = str.toUpperCase();
        ch = new char[]{ 'm', 'n' };
    }
    
}

结果如下：

good
abc

结合前面的解释进行理解，这个结果是不是在意料之中？！

根据JDK中java.lang.String的源码进行分析，从中可以得出String类型的对象不可变的原因，大致上有如下两个：

　　1、java.lang.String类型在实现时，其内部成员变量全部使用final来修饰，保证成员变量的引用值只能通过构造函数来修改；

　　2、java.lang.String类型在实现时，在外部可能修改其内部存储值的函数实现中，返回时一律构造新的String对象或者新的byte数组或者char数组；

仅凭第1点还不能保证其不可变特性：假如通过String类型的toCharArray方法可以直接访问String类型内部定义的char数组，那么即便String类型内部的char数组使用了final来修饰，也仅仅保证这个成员变量的引用不可变，而无法保证引用指向的内存区域不可变。

第2点保证了外部不可能修改java.lang.String类型对象的内部属性，从而保证String对象是不可变的。

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第二节 String类型变量的赋值

2.1 String变量赋值方式：s2=new String(s1)

下面这段代码的运行结果是什么

package com.soft;

public class ExecutorsDemo {
    
    public static void main(String[] args) {
        String s1="abc"+"def";
        String s2=new String(s1);
        if(s1.equals(s2))
            System.out.println("equals succeeded");
        if(s1==s2)
            System.out.println("==succeeded");
    }
}

结果：

equals succeeded

解说：上述代码中，s1与s2指向不同的对象，但是两个对象的内容却是一样的，故“s1==s2”为假，s1.equals(s2)为真。

此处我们来细说一下"=="与equals的作用：

　　（1）"=="操作符的作用

　　　　A、用于基本数据类型的比较

　　　　B、判断引用是否指向堆内存的同一块地址

　　（2）equals的作用

　　　　用于判断两个变量是否是对同一个对象的引用，即堆中的内容是否相同，返回值为布尔类型

2.2 String变量赋值方式：s2 = s1

package com.soft;

public class ExecutorsDemo {
    
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = new String("java");
        String s2 = s1;

        System.out.println(s1==s2);
        System.out.println(s1.equals(s2));
    }
}

 结果：

true
true

解说：如果理解了前面那个例子的运行情况，那么这个就是一目了然的事情，此处s1与s2指向同一个对象，"=="操作符的作用之一就是判断引用是否指向堆内存的同一块地址，equals的作用是判断两个变量是否是对同一个对象的引用（即堆中的内容是否相同），故此处均输出“true”

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第三节 将字符数组或字符串数组转换为字符串

此处再补充两个应用场景

一、将字符数组转换为字符串

下面代码中的两种方式均可直接将字符数组转换为字符串，不需要遍历拼接

package com.test;

public class Main {
    
    public Main() {
    }

    public static void main(String[] args) {
        char[] data = {'a', 'b', 'c'};
//      String str = new String(data);
        String str = String.valueOf(data);
        System.out.println(str);
    }
    
}

此处可以看一下其他作者的文章以深入理解：【Java】数组不能通过toString方法转为字符串  http://www.cnblogs.com/ningvsban/p/3955483.html

二、将字符串数组转换为字符串

下面的代码是我们常用的方式，循环拼接

package com.test;

public class Main {
    
    public Main() {
    }

    public static void main(String[] args) {
        String[] ary = {"abc", "123", "45"};
        String s = "";
        for(String temp : ary) {
            s=s.concat(temp);//和下面的一行二选一即可
//          s += temp;
        }
        System.out.println(s);
    }
    
}

上述代码段不需要过多解释了

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第四节 StringBuffer和StringBuilder

提到String，就不得不提一下JDK中另外两个常用来表示字符串的类，StringBuffer和StringBuilder。在编写java代码的过程中有时要频繁地对字符串进行拼接，如果直接用“+”拼接的话会建立很多的String型对象，严重的话会对服务器资源和性能造成不小的影响；而使用StringBuilder和StringBuffer能解决以上问题。根据注释，StringBuffer可谓老资格了，从JDK1.0时即伴随Java征战世界，而StringBuilder直到JDK1.5时才出现。面试时，StringBuffer和StringBuilder的区别也是常问的话题，StringBuffer是线程安全的，而StringBuilder不是线程安全的。

一、StringBuffer和StringBuilder的共同点：

1、用来完成字符串拼接操作；

2、都是可变对象，对象内的字符缓存会随着拼接操作而动态扩展；

3、构造时传入内部缓存大小时，可以降低缓存扩展的次数，明显提升字符串拼接操作的效率；

二、StringBuffer和StringBuilder的区别：

1、StringBuilder的方法都是线程不安全的，从另外一个角度讲，StringBuilder类型的对象在做字符串拼接操作时，由于少了线程同步的操作，执行效率上有很大提升；

2、StringBuffer的方法都加上了synchronized关键字，因而在一定的场景下，StringBuffer类型的对象都是线程安全的，但在执行效率上，由于多了线程同步的操作，因而会有少许的损失；

在大多数场景下，字符串拼接操作都是不需要考虑多线程环境下对结果的影响的，因而使用StringBuilder类型可以提升代码的执行效率。

在多个线程的代码中共享同一个StringBuffer类型的对象时，需要关注synchronized关键字对最终结果的影响。由于StringBuffer类的实现中，仅仅对每个方法使用了synchronized修饰，这只能保证在多线程场景下，访问StringBuffer对象的同一个方法时可以保证最终结果的一致性，假如一个线程访问A方法，另外一个线程方法B方法，则由于加锁对象的不同，可能会出现不一致的现象，这是需要程序员特别要注意的地方。类似的，可以参考Vector的实现和应用场景。

针对上面的将字符串数组转换为字符串，可以借助上面提到的StringBuilder（当然StringBuffer也可以），代码如下：

package com.test;

public class Main {
    
    public Main() {
    }

    public static void main(String[] args) {
        String[] ary = {"abc", "123", "45"};
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for(int i = 0; i < ary.length; i++){
            sb. append(ary[i]);
        }
        String newStr = sb.toString();
        System.out.println(newStr);
    }
    
}

参考资料

这里有两篇文章，值得一读：

（1）三分钟理解Java中字符串（String）的存储和赋值原理 http://blog.csdn.net/zhuiwenwen/article/details/12351565

（2）Java之内存分析和String对象 http://www.cnblogs.com/devinzhang/archive/2012/01/25/2329463.html