Java筆試必考題（二）到底建立了幾個String對象

我們首先來看一段代碼：
Java代碼 ：
String str=new String("abc");
緊接著這段代碼之後的往往是這個問題，那就是這行代碼究竟建立了幾個String對象呢？相
信大家對這道題並不陌生，答案也是眾所周知的，2個。接下來我們就從這道題展開，一起
回顧一下與建立String對象相關的一些JAVA知識。
我們可以把上面這行代碼分成String str、=、"abc"和new String()四部分來看待。String str只
是定義了一個名為str的String類型的變數，因此它並沒有建立對象；=是對變數str進行初
始化，將某個對象的引用（或者叫控制代碼）賦值給它，顯然也沒有建立對象；現在只剩下new
String("abc")了。那麼，new String("abc")為什麼又能被看成"abc"和new String()呢？我們來看
一下被我們調用了的String的構造器：
Java 代碼
public String(String original) {
//other code ...
}
大家都知道，我們常用的建立一個類的執行個體（對象）的方法有以下兩種：
1. 使用new建立對象。
2. 調用Class類的newInstance方法，利用反射機制建立對象。
我們正是使用new調用了String類的上面那個構造器方法建立了一個對象，並將它的引用賦
值給了str變數。同時我們注意到，被調用的構造器方法接受的參數也是一個String對象，
這個對象正是"abc"。由此我們又要引入另外一種建立String對象的方式的討論——引號內包
含文本。
這種方式是String特有的，並且它與new的方式存在很大區別。
Java代碼
String str="abc";
毫無疑問，這行代碼建立了一個String對象。
Java 代碼
String a="abc";
String b="abc";
那這裡呢？答案還是一個。
Java代碼
String a="ab"+"cd";
再看看這裡呢？答案仍是一個。有點奇怪嗎？說到這裡，我們就需要引入對字串池相關知
識的回顧了。
在JAVA虛擬機器（JVM）中存在著一個字串池，其中儲存著很多String對象，並且可以被
共用使用，因此它提高了效率。由於String類是final的，它的值一經建立就不可改變，因此
我們不用擔心String對象共用而帶來程式的混亂。字串池由String類維護，我們可以調用
intern()方法來訪問字串池。
我們再回頭看看String a="abc";，這行代碼被執行的時候，JAVA虛擬機器首先在字串池中查
找是否已經存在了值為"abc"的這麼一個對象，它的判斷依據是String 類equals(Object obj)方
法的傳回值。如果有，則不再建立新的對象，直接返回已存在對象的引用；如果沒有，則先
建立這個對象，然後把它加入到字串池中，再將它的引用返回。因此，我們不難理解前面
三個例子中頭兩個例子為什麼是這個答案了。
對於第三個例子：
Java 代碼
String a="ab"+"cd";
由於常量的值在編譯的時候就被確定了。在這裡，"ab"和"cd"都是常量，因此變數a的值在
編譯時間就可以確定。這行代碼編譯後的效果等同於：
Java代碼
String a="abcd";
因此這裡只建立了一個對象"abcd"，並且它被儲存在字串池裡了。
現在問題又來了，是不是所有經過“+”串連後得到的字串都會被添加到字串池中呢？我
們都知道“==”可以用來比較兩個變數，它有以下兩種情況：
1. 如果比較的是兩個基本類型（char，byte，short，int，long，float，double，boolean），
則是判斷它們的值是否相等。
2. 如果表較的是兩個物件變數，則是判斷它們的引用是否指向同一個對象。
下面我們就用“==”來做幾個測試。為了便於說明，我們把指向字串池中已經存在的對象
也視為該對象被加入了字串池：
Java代碼
public class StringTest {
public static void main(String[] args) {
String a = "ab";// 建立了一個對象，並加入字串池中
System.out.println("String a = /"ab/";");
String b = "cd";// 建立了一個對象，並加入字串池中
System.out.println("String b = /"cd/";");
String c = "abcd";// 建立了一個對象，並加入字串池中
String d = "ab" + "cd";
// 如果d和c指向了同一個對象，則說明d也被加入了字串池
if (d == c) {
System.out.println("/"ab/"+/"cd/" 建立的對象 /"加入了/" 字串池中");
}
// 如果d和c沒有指向了同一個對象，則說明d沒有被加入字串池
else {
System.out.println("/"ab/"+/"cd/" 建立的對象 /"沒加入/" 字串池中");
}
String e = a + "cd";
// 如果e和c指向了同一個對象，則說明e也被加入了字串池
if (e == c) {
System.out.println(" a +/"cd/" 建立的對象 /"加入了/" 字串池中");
}
// 如果e和c沒有指向了同一個對象，則說明e沒有被加入字串池
else {
System.out.println(" a +/"cd/" 建立的對象 /"沒加入/" 字串池中");
}
String f = "ab" + b;
// 如果f和c指向了同一個對象，則說明f也被加入了字串池
if (f == c) {
System.out.println("/"ab/"+ b 建立的對象 /"加入了/" 字串池中");
}
// 如果f和c沒有指向了同一個對象，則說明f沒有被加入字串池
else {
System.out.println("/"ab/"+ b 建立的對象 /"沒加入/" 字串池中");
}
String g = a + b;
// 如果g和c指向了同一個對象，則說明g也被加入了字串池
if (g == c) {
System.out.println(" a + b 建立的對象 /"加入了/" 字串池中");
}
// 如果g和c沒有指向了同一個對象，則說明g沒有被加入字串池
else {
System.out.println(" a + b 建立的對象 /"沒加入/" 字串池中");
}
}
}
運行結果如下：
1. String a = "ab";
2. String b = "cd";
3. "ab"+"cd" 建立的對象 "加入了" 字串池中
4. a +"cd" 建立的對象 "沒加入" 字串池中
5. "ab"+ b 建立的對象 "沒加入" 字串池中
6. a + b 建立的對象 "沒加入" 字串池中
從上面的結果中我們不難看出，只有使用引號包含文本的方式建立的String對象之間使用“
+”串連產生的新對象才會被加入字串池中。對於所有包含new方式建立對象（包括null）
的“+”串連運算式，它所產生的新對象都不會被加入字串池中，對此我們不再贅述。
但是有一種情況需要引起我們的注意。請看下面的代碼：
Java代碼
public class StringStaticTest {
// 常量A
public static final String A = "ab";
// 常量B
public static final String B = "cd";
public static void main(String[] args) {
// 將兩個常量用+串連對s進行初始化
String s = A + B;
String t = "abcd";
if (s == t) {
System.out.println("s等於t，它們是同一個對象");
} else {
System.out.println("s不等於t，它們不是同一個對象");
}
}
}
這段代碼的運行結果如下：
• s等於t，它們是同一個對象
這又是為什麼呢？原因是這樣的，對於常量來講，它的值是固定的，因此在編譯期就能被確
定了，而變數的值只有到運行時才能被確定，因為這個變數可以被不同的方法調用，從而可
能引起值的改變。在上面的例子中，A和B都是常量，值是固定的，因此s的值也是固定的，
它在類被編譯時間就已經確定了。也就是說：
Java 代碼
String s=A+B;
等同於：
Java 代碼
String s="ab"+"cd";
我對上面的例子稍加改變看看會出現什麼情況：
Java 代碼
public class StringStaticTest {
// 常量A
public static final String A;
// 常量B
public static final String B;
static {
A = "ab";
B = "cd";
}
public static void main(String[] args) {
// 將兩個常量用+串連對s進行初始化
String s = A + B;
String t = "abcd";
if (s == t) {
System.out.println("s等於t，它們是同一個對象");
} else {
System.out.println("s不等於t，它們不是同一個對象");
}
}
}
它的運行結果是這樣：
• s不等於t，它們不是同一個對象
只是做了一點改動，結果就和剛剛的例子恰好相反。我們再來分析一下。A和B雖然被定義
為常量（只能被賦值一次），但是它們都沒有馬上被賦值。在運算出s的值之前，他們何時
被賦值，以及被賦予什麼樣的值，都是個變數。因此A和B在被賦值之前，性質類似於一
個變數。那麼s就不能在編譯期被確定，而只能在運行時被建立了。
由於字串池中對象的共用能夠帶來效率的提高，因此我們提倡大家用引號包含文本的方式
來建立String對象，實際上這也是我們在編程中常採用的。
接下來我們再來看看intern()方法，它的定義如下：
Java 代碼
public native String intern();
這是一個本地方法。在調用這個方法時，JAVA虛擬機器首先檢查字串池中是否已經存在與
該對象值相等對象存在，如果有則返回字串池中對象的引用；如果沒有，則先在字串池
中建立一個相同值的String對象，然後再將它的引用返回。
我們來看這段代碼：
Java 代碼
public class StringInternTest {
public static void main(String[] args) {
// 使用char數組來初始化a，避免在a被建立之前字串池中已經存在了值
為"abcd"的對象
String a = new String(new char[] { 'a', 'b', 'c', 'd' });
String b = a.intern();
if (b == a) {
System.out.println("b被加入了字串池中，沒有建立對象");
} else {
System.out.println("b沒被加入字串池中，建立了對象");
}
}
}
運行結果：
• b沒被加入字串池中，建立了對象
如果String類的intern()方法在沒有找到相同值的對象時，是把當前對象加入字串池中，然
後返回它的引用的話，那麼b和a指向的就是同一個對象；否則b指向的對象就是JAVA虛
擬機在字串池中建立的，只是它的值與a相同罷了。上面這段代碼的運行結果恰恰印證了
這一點。
最後我們再來說說String對象在JAVA虛擬機器（JVM）中的儲存，以及字串池與堆
（heap）和棧（stack）的關係。我們首先回顧一下堆和棧的區別：
• 棧（stack）：主要儲存基本類型（或者叫內建類型）
（char、byte、short、int、long、float、double、boolean）和對象的引用，資料可以共用，
速度僅次於寄存器（register），快於堆。
• 堆（heap）：用於儲存物件。
我們查看String類的源碼就會發現，它有一個value屬性，儲存著String對象的值，類型是
char[]，這也正說明了字串就是字元的序列。