Java中String如何创建对象

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本文研究的主要是Java String创建对象的问题，具体介绍如下。

首先我们要明白两个概念，引用变量和对象，对象一般通过new在堆中创建，String只是一个引用变量。

所有的字符串都是String对象，由于字符串常量的大量使用，java中为了节省时间，在编译阶段，会把所有字符串常量放在字符串常量池中，字符串常量池的一个好处就是可以把相同的字符串合并，占用一个空间。

虽然在Java中无法直接获取变量的地址，但是可以用==判断一下两个引用变量是否指向了一个地址即一个对象。

栈内存	堆内存
基础类型，对象引用（堆内存地址）	由new 创建的对象和数组
存取速度快	相对于栈内存较慢
数据大小在声明周期必须确定	分配的内存由java 虚拟机自动垃圾回收器管理。动态分配内存大小
共享特性，栈中如果有字符串，则直接引用；如果没有，开辟新的空间存入值	每new一次都在堆内存中生成一个新的对象。不存在任何复用

package com.demo.test;

import java.lang.reflect.Field;

public class StringDemo {

  public static void main(String[] args) {
    //先在内存中查找有没有这个字符串对象存在，如果存在就指向这个字符串对象；
    String str1 = "abc";
    String str2 = "abc";
    /*
     public String toString() {
      return this;
     }
     */
    String str3 = "abc".toString();
    //不论内存中是否已经存在这个字符串对象，都会新建一个对象。
    String str4 = new String("abc");
    String str5 = new String("abc");
    String str6 = str5;
    String str7 = "a" + "b" + "c";
    String str8 = "a" + "b" + new String("c");
    //String是不可变字符串对象，StringBuilder和StringBuffer是可变字符串对象（其内部的字符数组长度可变），StringBuffer线程安全，StringBuilder非线程安全
    String str9 = new StringBuilder().append("a").append("b").append("c").toString();
    String str10 = new StringBuffer().append("a").append("b").append("c").toString();

    System.out.println("--------> ==");
    System.out.println("---> 1");
    System.out.println(str1==str2);//true

    System.out.println("---> 3");
    System.out.println(str3==str1);//true

    System.out.println("---> 4");
    System.out.println(str4==str1);//false
    System.out.println(str4==str3);//false
    System.out.println(str4==str5);//false
    System.out.println(str4==str6);//false

    System.out.println("---> 7");
    System.out.println(str7==str1);//true
    System.out.println(str7==str3);//true
    System.out.println(str7==str4);//false

    System.out.println("---> 8");
    System.out.println(str8==str1);//false
    System.out.println(str8==str3);//false
    System.out.println(str8==str4);//false
    System.out.println(str8==str7);//false

    System.out.println("---> 9");
    System.out.println(str9==str1);//false
    System.out.println(str9==str3);//false
    System.out.println(str9==str4);//false
    System.out.println(str9==str7);//false
    System.out.println(str9==str8);//false

    System.out.println("---> 10");
    System.out.println(str10==str1);//false
    System.out.println(str10==str3);//false
    System.out.println(str10==str4);//false
    System.out.println(str10==str7);//false
    System.out.println(str10==str8);//false
    System.out.println(str10==str9);//false

    System.out.println("--------> equals");
    System.out.println(str1.equals(str4));//true
    System.out.println(str1.equals(str7));//true
    System.out.println(str1.equals(str8));//true

    System.out.println("--------> hashCode");
    /*
     hashCode计算公式: s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + ... + s[n-1]
      因此hashCode都是一样的，而且是每次运行都一样
     */
    System.out.println(str1.hashCode());//96354
    System.out.println(str2.hashCode());
    System.out.println(str3.hashCode());
    System.out.println(str4.hashCode());
    System.out.println(str5.hashCode());
    System.out.println(str6.hashCode());
    System.out.println(str7.hashCode());

    System.out.println("--------> normal change value");
    //String是不可变类，string只是指向堆内存中的引用，存储的是对象在堆中的地址，而非对象本身，给string赋值只是改变其引用对象而非对象本身
    str6 = "123";
    System.out.println(str5);//abc
    System.out.println(str6);//123

    System.out.println("--------> reflect change value");
    /*
     如果非要改变String的值，也不是不可行。只能使用反射了。
     public final class String implements java.io.Serializable, Comparable, CharSequence {
       // The value is used for character storage.
       private final char value[];
       ……
     }
    */
    str6 = str5;
    try {
      Field field = String.class.getDeclaredField("value");
//     Field field = str6.getClass().getDeclaredField("value");
      if(!field.isAccessible()) {
        field.setAccessible(true);
      }
      char[] value = (char[])field.get(str6);
      value[0] = '0';
      System.out.println(str5);//0bc
      System.out.println(str6);//0bc
    } catch (NoSuchFieldException | SecurityException | IllegalArgumentException | IllegalAccessException e) {
      e.printStackTrace();
    }

    System.out.println("--------> obj.toString()");
    Object obj = new Object();
    /*
    public String toString() {
      return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());
    }
    */
    System.out.println(obj.toString());//java.lang.Object@15db9742

    String[] arr1 = {"0"};
    String[] arr2 = {"0"};
    System.out.println(arr1.equals(arr2));//false
  }
}

总结

如果String指向的是一个字符串常量，那么会先在字符串常量池（栈）中查找，如果有就直接指向它；没有则在字符串常量池中创建该常量，然后String指向该常量。
如果String使用关键字new初始化，则会在堆中开辟固定的空间存放该字符串的值，然后String指向该常量。
使用字符串常量拼接，由于表达式先计算右值，因此相当于将String指向一个新拼接好的字符串常量。同样会在字符串常量池中查找，如果有就直接指向它；没有则在字符串常量池中创建该常量，然后String指向该常量。但是如果拼接中存在使用new生成的字符串，则新的字符串就等价于使用new在堆中创建的一样。
修改String的值，只能改变String的指向，不会改变String指向的对象本身。如果非要改变指向的对象本身，可以使用反射。
如果是数组，由于它是对象，那么equals只比较其数组指针地址，并不会去比较其中的元素是否相等。

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