string之面试题

从一个博客上看到的6个题，先看看吧，如果都会了，这部分的知识就掌握的不错啦！输出结果在代码注释后面：

test1：

public class test1 {

public static void main(String[] args){
String a = "a1"; //  “a1”在编译的时候就能确定，所以编译的时候，a1被放进了常量池中，同时a指向常量池中的a1对象
String b = "a"+ 1; // a和1这两个常量都能在编译时确定，所以他们相加的结果也能确定，因此编译器检查常量池中是否有值为a1的String对象，发现有了，因此b也指向常量池中的a1对象
System.out.println(a==b); // true   // ==判断的是a和b是否指向同一个对象，也就是同一块内存区域
}
}

public class test2 {
public static void main(String[] args){
String a = "ab";
String bb = "b";
String b = "a"+ bb;  //编译器不能确定为常量
System.out.println(a==b);// false

} }

test3：

public class test3 {
public static void main(String[] args){
String a = "ab";
final String bb = "b";
String b = "a"+ bb;  // bb加final后是常量，可以在编译器确定b
System.out.println(a==b);//true 
}
}

test4：

public class test4 {
public static void main(String[] args){
String a = "ab";
final String bb = getBB();
String b = "a"+ bb;  // bb是通过函数返回的，虽然知道它是final的，但不知道具体是啥，要到运行期才知道bb的值
System.out.println(a==b);//false
}
private static String getBB(){ return "b"; }

}

test5：

public class test5 {

private static String a = "ab";
public static void main(String[] args){
String s1 = "a";
String s2 = "b";
String s = s1 + s2; //+的用法
System.out.println(s == a);
System.out.println(s.intern() == a);//intern的含义
}//flase true

}

test6：

public class test6 {
private static String a = new String("ab");

public static void main(String[] args){
String s1 = "a";
String s2 = "b";
String s = s1 + s2;
System.out.println(s == a);// false
System.out.println(s.intern() == a);// false
System.out.println(s.intern() == a.intern());// true
}
}

String常量池详解：

1.String使用private final char value[]来实现字符串的存储,也就是说String对象创建之后,就不能再修改此对象中存储的字符串内容,就是因为如此,才说String类型是不可变的(immutable)。String类有一个特殊的创建方法,就是使用"“双引号来创建.例如new String(“i am”)实际创建了2个
　　String对象,一个是"i am"通过”"双引号创建的,另一个是通过new创建的.只不过他们创建的时期不同,
　　一个是编译期,一个是运行期! java对String类型重载了+操作符,可以直接使用+对两个字符串进行连接。运行期调用String类的intern()方法可以向String Pool中动态添加对象。

　　例1
　　String s1 = "sss111";
　　String s2 = "sss111";
　　System.out.println(s1 == s2); //结果为true

　　例2
　　String s1 = new String("sss111");
　　String s2 = "sss111";
　　System.out.println(s1 == s2); //结果为false

　　例3
　　String s1 = new String("sss111");
　　s1 = s1.intern();
　　String s2 = "sss111";
　　System.out.println(s1 == s2);//结果为true

　　例4
　　String s1 = new String("111");
　　String s2 = "sss111";
　　String s3 = "sss" + "111";
　　String s4 = "sss" + s1;

　　System.out.println(s2 == s3); //true
　　System.out.println(s2 == s4); //false
　　System.out.println(s2 == s4.intern()); //true

结果上面分析,总结如下:

1.单独使用""引号创建的字符串都是常量, 编译期就已经确定存储到String Pool中；

2，使用new String("")创建的对象会存储到heap中, 是运行期新创建的；

3，使用只包含常量的字符串连接符如"aa" + "aa"创建的也是常量, 编译期就能确定,已经确定存储到String Pool中；

4，使用包含变量的字符串连接符,如"aa" + s1创建的对象是运行期才创建的, 存储在heap中；

还有几个经常考的面试题:

　　String s1 = new String("s1") ;
　　String s2 = new String("s1") ;

上面创建了几个String对象?
　　答案:3个 ,编译期Constant Pool中创建1个, 运行期heap中创建2个.（用new创建的每new一次就在堆上创建一个对象，用引号创建的如果在常量池中已有就直接指向，不用创建）

　　String s1 = "s1";
　　String s2 = s1;
　　s2 = "s2";

s1指向的对象中的字符串是什么?
　　答案: “s1”。（永远不要忘了String不可变的，s2 = “s2”; 实际上s2的指向就变了，因为你不可以去改变一个String，）

String是一个特殊的包装类数据。可以用：

String str = new String("abc"); 
String str = "abc";

第一种是用new()来新建对象的，它会在存放于堆中。每调用一次就会创建一个新的对象。
而第二种是先在栈中创建一个对String类的对象引用变量str，然后通过符号引用去字符串常量池里找有没有"abc",

如果没有，则将"abc"存放进字符串常量池，并令str指向”abc”，如果已经有”abc” 则直接令str指向“abc”。

比较类里面的数值是否相等时，用equals()方法；当测试两个包装类的引用是否指向同一个对象时，用==。

String str1 = "abc"; 
String str2 = "abc"; 
System.out.println(str1==str2); //true

可以看出str1和str2是指向同一个对象的。

String str1 =new String ("abc"); 
String str2 =new String ("abc"); 
System.out.println(str1==str2); // false

用new的方式是生成不同的对象。每一次生成一个。

因此用第二种方式创建多个”abc”字符串,在内存中其实只存在一个对象而已. 这种写法有利与节省内存空间. 同时它可以在一定程度上提高程序的运行速度，因为JVM会自动根据栈中数据的实际情况来决定是否有必要创建新对象。

而对于String str = new String(“abc”)；的代码，则一概在堆中创建新对象，而不管其字符串值是否相等，是否有必要创建新对象，从而加重了程序的负担。

另一方面, 要注意: 我们在使用诸如String str = “abc”；的格式定义类时，总是想当然地认为，创建了String类的对象str。担心陷阱！对象可能并没有被创建！而可能只是指向一个先前已经创建的对象。只有通过new()方法才能保证每次都创建一个新的对象。

由于String类的immutable性质，当String变量需要经常变换其值时，应该考虑使用StringBuffer类，以提高程序效率。
1、首先String不属于8种基本数据类型，String是一个对象。
因为对象的默认值是null，所以String的默认值也是null；但它又是一种特殊的对象，有其它对象没有的一些特性。

2、new String()和new String(”")都是申明一个新的空字符串，是空串不是null；

3、String str=”kvill”；String str=new String (”kvill”)的区别

看例1：

String s0="kvill"; 
String s1="kvill"; 
String s2="kv" + "ill"; 
System.out.println( s0==s1 ); // true
System.out.println( s0==s2 ); // true

首先，我们要知结果为道Java会确保一个字符串常量只有一个拷贝。
因为例子中的s0和s1中的”kvill”都是字符串常量，它们在编译期就被确定了，所以s0= =s1为true；

而”kv”和”ill”也都是字符串常量，当一个字符串由多个字符串常量连接而成时，它自己肯定也是字符串常量，所以s2也同样在编译期就被解析为一个字符串常量，所以s2也是常量池中” kvill”的一个引用。所以我们得出s0= =s1= =s2；

用new String() 创建的字符串不是常量，不能在编译期就确定，所以new String() 创建的字符串不放入常量池中，它们有自己的地址空间。

看例2：

String s0="kvill"; 
String s1=new String("kvill"); 
String s2="kv" + new String("ill"); 
System.out.println( s0==s1 )// false
System.out.println( s0==s2 ); //false
System.out.println( s1==s2 ); //false

例 2中 s0还是常量池中"kvill”的应用，s1因为无法在编译期确定，所以是运行时创建的新对象”kvill”的引用，s2因为有后半部分 new String(”ill”)所以也无法在编译期确定，所以也是一个新创建对象”kvill”的应用; 明白了这些也就知道为何得出此结果了。

4、String.intern()：
再补充介绍一点：存在于.class文件中的常量池，在运行期被JVM装载，并且可以扩充。

String的intern()方法就是扩充常量池的一个方法；当一个String实例str调用intern()方法时，Java查找常量池中是否有相同Unicode的字符串常量，

如果有，则返回其的引用，如果没有，则在常量池中增加一个Unicode等于str的字符串并返回它的引用；看例3就清楚了

例3：

String s0= "kvill"; 
String s1=new String("kvill"); 
String s2=new String("kvill"); 
System.out.println( s0==s1 ); 
System.out.println( "**********" ); 
s1.intern(); 
s2=s2.intern(); //把常量池中"kvill"的引用赋给s2 
System.out.println( s0==s1); 
System.out.println( s0==s1.intern() ); 
System.out.println( s0==s2 ); 
结果为： 
false 
********** 
false //虽然执行了s1.intern(),但它的返回值没有赋给s1 
true //说明s1.intern()返回的是常量池中"kvill"的引用 
true

最后我再破除一个错误的理解：有人说，“使用 String.intern() 方法则可以将一个 String 类的保存到一个全局 String 表中，如果具有相同值的 Unicode 字符串已经在这个表中，那么该方法返回表中已有字符串的地址;

如果在表中没有相同值的字符串，则将自己的地址注册到表中”如果我把他说的这个全局的 String 表理解为常量池的话，他的最后一句话，”如果在表中没有相同值的字符串，则将自己的地址注册到表中”是错的：

看例4：

String s1=new String("kvill"); 
String s2=s1.intern(); 
System.out.println( s1==s1.intern() ); 
System.out.println( s1+" "+s2 ); 
System.out.println( s2==s1.intern() ); 
结果： 
false 
kvill kvill 
true

在这个类中我们没有声名一个”kvill”常量，所以常量池中一开始是没有”kvill”的，当我们调用s1.intern()后就在常量池中新添加了一个”kvill”常量，原来的不在常量池中的”kvill”仍然存在，也就不是“将自己的地址注册到常量池中”了。
s1= =s1.intern()为false说明原来的”kvill”仍然存在；s2现在为常量池中”kvill”的地址，所以有s2==s1.intern()为true。

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1.String 对象是如何实现的？

在 Java 语言中，Sun 公司的工程师们对 String 对象做了大量的优化，来节约内存空间，提升 String 对象在系统中的性能。一起来看看优化过程，如下图所示：

1. 在 Java6 以及之前的版本中，String 对象是对 char 数组进行了封装实现的对象，主要有四个成员变量：char 数组、偏移量 offset、字符数量 count、哈希值 hash。

String 对象是通过 offset 和 count 两个属性来定位 char[] 数组，获取字符串。这么做可以高效、快速地共享数组对象，同时节省内存空间，但这种方式很有可能会导致内存泄漏。

2. 从 Java7 版本开始到 Java8 版本，Java 对 String 类做了一些改变。String 类中不再有 offset 和 count 两个变量了。这样的好处是 String 对象占用的内存稍微少了些，同时，String.substring 方法也不再共享 char[]，从而解决了使用该方法可能导致的内存泄漏问题。

3. 从 Java9 版本开始，工程师将 char[] 字段改为了 byte[] 字段，又维护了一个新的属性 coder，它是一个编码格式的标识。

工程师为什么这样修改呢？

我们知道一个 char 字符占 16 位，2 个字节。这个情况下，存储单字节编码内的字符（占一个字节的字符）就显得非常浪费。JDK1.9 的 String 类为了节约内存空间，于是使用了占 8 位，1 个字节的 byte 数组来存放字符串。

而新属性 coder 的作用是，在计算字符串长度或者使用 indexOf（）函数时，我们需要根据这个字段，判断如何计算字符串长度。coder 属性默认有 0 和 1 两个值，0 代表 Latin-1（单字节编码），1 代表 UTF-16。如果 String 判断字符串只包含了 Latin-1，则 coder 属性值为 0，反之则为 1。

String 对象的不可变性

了解了 String 对象的实现后，你有没有发现在实现代码中 String 类被 final 关键字修饰了，而且变量 char 数组也被 final 修饰了。

我们知道类被 final 修饰代表该类不可继承，而 char[] 被 final+private 修饰，代表了 String 对象不可被更改。Java 实现的这个特性叫作 String 对象的不可变性，即 String 对象一旦创建成功，就不能再对它进行改变。

Java 这样做的好处在哪里呢？

第一，保证 String 对象的安全性。假设 String 对象是可变的，那么 String 对象将可能被恶意修改。

第二，保证 hash 属性值不会频繁变更，确保了唯一性，使得类似 HashMap 容器才能实现相应的 key-value 缓存功能。

第三，可以实现字符串常量池。在 Java 中，通常有两种创建字符串对象的方式，一种是通过字符串常量的方式创建，如 String str=“abc”；另一种是字符串变量通过 new 形式的创建，如 String str = new String(“abc”)。

当代码中使用第一种方式创建字符串对象时，JVM 首先会检查该对象是否在字符串常量池中，如果在，就返回该对象引用，否则新的字符串将在常量池中被创建。这种方式可以减少同一个值的字符串对象的重复创建，节约内存。

这里附上一个你可能会想到的经典反例。

平常编程时，对一个 String 对象 str 赋值“hello”，然后又让 str 值为“world”，这个时候 str 的值变成了“world”。那么 str 值确实改变了，为什么我还说 String 对象不可变呢？

首先，我来解释下什么是对象和对象引用。Java 初学者往往对此存在误区，特别是一些从 PHP 转 Java 的同学。在 Java 中要比较两个对象是否相等，往往是用 ==，而要判断两个对象的值是否相等，则需要用 equals 方法来判断。

这是因为 str 只是 String 对象的引用，并不是对象本身。对象在内存中是一块内存地址，str 则是一个指向该内存地址的引用。所以在刚刚我们说的这个例子中，第一次赋值的时候，创建了一个“hello”对象，str 引用指向“hello”地址；第二次赋值的时候，又重新创建了一个对象“world”，str 引用指向了“world”，但“hello”对象依然存在于内存中。

也就是说 str 并不是对象，而只是一个对象引用。真正的对象依然还在内存中，没有被改变。

String 对象的优化

了解了 String 对象的实现原理和特性，接下来我们就结合实际场景，看看如何优化 String 对象的使用，优化的过程中又有哪些需要注意的地方。

1. 如何构建超大字符串？

编程过程中，字符串的拼接很常见。前面我讲过 String 对象是不可变的，如果我们使用 String 对象相加，拼接我们想要的字符串，是不是就会产生多个对象呢？例如以下代码：

String str= "ab" + "cd" + "ef";

分析代码可知：首先会生成 ab 对象，再生成 abcd 对象，最后生成 abcdef 对象，从理论上来说，这段代码是低效的。

但实际运行中，我们发现只有一个对象生成，这是为什么呢？难道我们的理论判断错了？我们再来看编译后的代码，你会发现编译器自动优化了这行代码，如下：

String str= "abcdef";

上面我介绍的是字符串常量的累计，我们再来看看字符串变量的累计又是怎样的呢？

String str = "abcdef";for(int i=0; i<1000; i++) { str = str + i;}

上面的代码编译后，你可以看到编译器同样对这段代码进行了优化。不难发现，Java 在进行字符串的拼接时，偏向使用 StringBuilder，这样可以提高程序的效率。

String str = "abcdef";for(int i=0; i<1000; i++) { str = (new StringBuilder(String.valueOf(str))).append(i).toString();}

综上已知：即使使用 + 号作为字符串的拼接，也一样可以被编译器优化成 StringBuilder 的方式。但再细致些，你会发现在编译器优化的代码中，每次循环都会生成一个新的 StringBuilder 实例，同样也会降低系统的性能。

所以平时做字符串拼接的时候，我建议你还是要显示地使用 String Builder 来提升系统性能。

如果在多线程编程中，String 对象的拼接涉及到线程安全，你可以使用 StringBuffer。但是要注意，由于 StringBuffer 是线程安全的，涉及到锁竞争，所以从性能上来说，要比 StringBuilder 差一些。

2. 如何使用 String.intern 节省内存？

讲完了构建字符串，我们再来讨论下 String 对象的存储问题。先看一个案例。

Twitter 每次发布消息状态的时候，都会产生一个地址信息，以当时 Twitter 用户的规模预估，服务器需要 32G 的内存来存储地址信息。

publicclassLocation {private String city;private String region;private String countryCode;privatedouble longitude;privatedouble latitude;}

考虑到其中有很多用户在地址信息上是有重合的，比如，国家、省份、城市等，这时就可以将这部分信息单独列出一个类，以减少重复，代码如下：

publicclassSharedLocation {private String city;private String region;private String countryCode;}publicclassLocation {private SharedLocation sharedLocation;double longitude;double latitude;}

通过优化，数据存储大小减到了 20G 左右。但对于内存存储这个数据来说，依然很大，怎么办呢？

这个案例来自一位 Twitter 工程师在 QCon 全球软件开发大会上的演讲，他们想到的解决方法，就是使用 String.intern 来节省内存空间，从而优化 String 对象的存储。

具体做法就是，在每次赋值的时候使用 String 的 intern 方法，如果常量池中有相同值，就会重复使用该对象，返回对象引用，这样一开始的对象就可以被回收掉。这种方式可以使重复性非常高的地址信息存储大小从 20G 降到几百兆。

SharedLocation sharedLocation = new SharedLocation();sharedLocation.setCity(messageInfo.getCity().intern()); sharedLocation.setCountryCode(messageInfo.getRegion().intern());sharedLocation.setRegion(messageInfo.getCountryCode().intern());Location location = new Location();location.set(sharedLocation);location.set(messageInfo.getLongitude());location.set(messageInfo.getLatitude());

为了更好地理解，我们再来通过一个简单的例子，回顾下其中的原理：

String a =new String("abc").intern();String b = new String("abc").intern();if(a==b) { System.out.print("a==b");}

输出结果：

a==b

在字符串常量中，默认会将对象放入常量池；在字符串变量中，对象是会创建在堆内存中，同时也会在常量池中创建一个字符串对象，复制到堆内存对象中，并返回堆内存对象引用。

如果调用 intern 方法，会去查看字符串常量池中是否有等于该对象的字符串，如果没有，就在常量池中新增该对象，并返回该对象引用；如果有，就返回常量池中的字符串引用。堆内存中原有的对象由于没有引用指向它，将会通过垃圾回收器回收。

了解了原理，我们再一起看看上边的例子。

在一开始创建 a 变量时，会在堆内存中创建一个对象，同时会在加载类时，在常量池中创建一个字符串对象，在调用 intern 方法之后，会去常量池中查找是否有等于该字符串的对象，有就返回引用。

在创建 b 字符串变量时，也会在堆中创建一个对象，此时常量池中有该字符串对象，就不再创建。调用 intern 方法则会去常量池中判断是否有等于该字符串的对象，发现有等于"abc"字符串的对象，就直接返回引用。而在堆内存中的对象，由于没有引用指向它，将会被垃圾回收。所以 a 和 b 引用的是同一个对象。

使用 intern 方法需要注意的一点是，一定要结合实际场景。因为常量池的实现是类似于一个 HashTable 的实现方式，HashTable 存储的数据越大，遍历的时间复杂度就会增加。如果数据过大，会增加整个字符串常量池的负担。

3. 如何使用字符串的分割方法？

最后我想跟你聊聊字符串的分割，这种方法在编码中也很最常见。Split() 方法使用了正则表达式实现了其强大的分割功能，而正则表达式的性能是非常不稳定的，使用不恰当会引起回溯问题，很可能导致 CPU 居高不下。

所以我们应该慎重使用 Split() 方法，我们可以用 String.indexOf() 方法代替 Split() 方法完成字符串的分割。如果实在无法满足需求，你就在使用 Split() 方法时，对回溯问题加以重视就可以了。

posted on 2020-03-28 22:17 左手指月阅读(490) 评论(0) 编辑收藏举报