Java中的String資料類型

一 Java記憶體配置形式

 

Java把記憶體劃分成兩種：一種是棧記憶體，一種是堆記憶體。

棧與堆都是Java用來在Ram中存放資料的地方。與C++不同，Java自動管理棧和堆，程式員不能直接地設定棧或堆。
           Java的堆是一個運行時資料區,類的(對象從中分配空間。這些對象通過new、newarray、anewarray和multianewarray等指令建立，它們不需要程式碼來顯式的釋放。堆是由記憶體回收來負責的，堆的優勢是可以動態地分配記憶體大小，生存期也不必事先告訴編譯器，因為它是在運行時動態分配記憶體的，Java的垃圾收集器會自動收走這些不再使用的資料。但缺點是，由於要在運行時動態分配記憶體，存取速度較慢。
          棧的優勢是，存取速度比堆要快，僅次於寄存器，棧資料可以共用。但缺點是，存在棧中的資料大小與生存期必須是確定的，缺乏靈活性。棧中主要存放一些基本類型的變數（,int, short, long, byte, float, double, boolean, char）和物件控點。
          棧有一個很重要的特殊性，就是存在棧中的資料可以共用。假設我們同時定義：
int a = 3;
int b = 3；
編譯器先處理int a = 3；首先它會在棧中建立一個變數為a的引用，然後尋找棧中是否有3這個值，如果沒找到，就將3存放進來，然後將a指向3。接著處理int b = 3；在建立完b的引用變數後，因為在棧中已經有3這個值，便將b直接指向3。這樣，就出現了a與b同時均指向3的情況。這時，如果再令a=4；那麼編譯器會重新搜尋棧中是否有4值，如果沒有，則將4存放進來，並令a指向4；如果已經有了，則直接將a指向這個地址。因此a值的改變不會影響到b的值。要注意這種資料的共用與兩個對象的引用同時指向一個對象的這種共用是不同的，（實現機制是否同c++ STL中的copy-on-write?）因為這種情況a的修改並不會影響到b, 它是由編譯器完成的，它有利於節省空間的。而一個對象引用變數修改了這個對象的內部狀態，會影響到另一個對象引用變數。

二 String的實現細節

1. 首先String不屬於8種基礎資料型別 (Elementary Data Type)，String是一個對象。

　　因為對象的預設值是null，所以String的預設值也是null；但它又是一種特殊的對象，有其它對象沒有的一些特性。

　　2. new String()和new String(“”)都是申明一個新的Null 字元串，是空串不是null；

　　3. String str=”kvill”；
String str=new String (“kvill”);的區別：

　　在這裡，簡單引入常量池這個簡單的概念。

　　常量池(constant pool)指的是在編譯期被確定，並被儲存在已編譯的.class檔案中的一些資料。它包括了關於類、方法、介面等中的常量，也包括字串常量。

　　看例1：

　　　　String s0=”kvill”;
　　　　String s1=”kvill”;
　　　　String s2=”kv” + “ill”;
　　　　System.out.println( s0==s1 );
　　　　System.out.println( s0==s2 );
　　結果為：

　　　　true
　　　　true
　　首先，我們要知道Java會確保一個字串常量只有一個拷貝。

　　因為例子中的s0和s1中的”kvill”都是字串常量，它們在編譯期就被確定了，所以s0==s1為true；而”kv”和”ill”也都是字串常量，當一個字串由多個字串常量串連而成時，它自己肯定也是字串常量，所以s2也同樣在編譯期就被解析為一個字串常量，所以s2也是常量池中 ”kvill”的一個引用。

　　所以我們得出s0==s1==s2;

　　用new String() 建立的字串不是常量，不能在編譯期就確定，所以new String() 建立的字串不放入常量池中，它們有自己的地址空間。

　　看例2：

　　　　String s0=”kvill”;
　　　　String s1=new String(”kvill”);
　　　　String s2=”kv” + new String(“ill”);
　　　　System.out.println( s0==s1 );
　　　　System.out.println( s0==s2 );
　　　　System.out.println( s1==s2 );
　　結果為：

　　　　false
　　　　false
　　　　false
　　例2中s0還是常量池中”kvill”的應用，s1因為無法在編譯期確定，所以是運行時建立的新對象”kvill”的引用，s2因為有後半部分new String(“ill”)所以也無法在編譯期確定，所以也是一個新建立對象”kvill”的應用;明白了這些也就知道為何得出此結果了。

　　4. String.intern()：

　　再補充介紹一點：存在於.class檔案中的常量池，在運行期被JVM裝載，並且可以擴充。String的intern()方法就是擴充常量池的一個方法；當一個String執行個體str調用intern()方法時，Java尋找常量池中是否有相同Unicode的字串常量，如果有，則返回其的引用，如果沒有，則在常量池中增加一個Unicode等於str的字串並返回它的引用；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”的引用賦給s2
　　　　System.out.println( s0==s1);
　　　　System.out.println( s0==s1.intern() );
　　　　System.out.println( s0==s2 );
　　結果為：

　　　　false
**********
　　　　false //雖然執行了s1.intern(),但它的傳回值沒有賦給s1
　　　　true //說明s1.intern()返回的是常量池中”kvill”的引用
　　　　true
　　最後我再破除一個錯誤的理解：

　　有人說，“使用String.intern()方法則可以將一個String類的儲存到一個全域String表中，如果具有相同值的Unicode字串已經在這個表中，那麼該方法返回表中已有字串的地址，如果在表中沒有相同值的字串，則將自己的地址註冊到表中“如果我把他說的這個全域的 String表理解為常量池的話，他的最後一句話，“如果在表中沒有相同值的字串，則將自己的地址註冊到表中”是錯的：

　　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() );
　　結果：

　　　　false
　　　　kvill kvill
　　　　true
　　在這個類中我們沒有聲名一個”kvill”常量，所以常量池中一開始是沒有”kvill”的，當我們調用s1.intern()後就在常量池中新添加了一個”kvill”常量，原來的不在常量池中的”kvill”仍然存在，也就不是“將自己的地址註冊到常量池中”了。

　　s1==s1.intern()為false說明原來的“kvill”仍然存在；

　　s2現在為常量池中“kvill”的地址，所以有s2==s1.intern()為true。

　　5. 關於equals()和==:

　　這個對於String簡單來說就是比較兩字串的Unicode序列是否相當，如果相等返回true;而==是比較兩字串的地址是否相同，也就是是否是同一個字串的引用。

　　6. 關於String是不可變的

　　這一說又要說很多，大家只要知道String的執行個體一旦產生就不會再改變了，比如說：String str=”kv”+”ill”+” “+”ans”;
就是有4個字串常量，首先”kv”和”ill”產生了”kvill”存在記憶體中，然後”kvill”又和” “ 產生 ”kvill “存在記憶體中，最後又和產生了”kvill ans”;並把這個字串的地址賦給了str,就是因為String的“不可變”產生了很多臨時變數，這也就是為什麼建議用StringBuffer的原因了，因為StringBuffer是可改變的