Java基础知识梳理（五）从源码了解字符串

这篇文章来自我的博客

之前写过一篇关于 String 类、StringBuilder 和 StringBuffer 的基本介绍，今天从 String 类的部分源码来看 String 类（本文基于 JDK 1.8）

String 类的实例化

常用方法

String 类的不可变

总结

1. String 类的构造器

先看看 String 类中定义的一个常量和一个变量：

    /** The value is used for character storage. *///存储字符private final char value[];/** Cache the hash code for the string *///字符串的哈希值private int hash; // Default to 0
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翻了以下源码，发现从 100 - 600 行左右都是写的构造器，数不胜数，这里就选几个常见的吧：

先来说说连开发者都觉得没用的构造器吧：

    //初始化一个 String 对象，它代表了一个空的字符序列//我们平常直接就 String str = ""；就好了public String() {this.value = "".value;}//初始化一个和参数一模一样的对象，除非你是要保留副本，不然没什么用处public String(String original) {this.value = original.value;this.hash = original.hash;}
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然后是根据字符数组来进行初始化的构造器：

    /*** 用一个字符数组当前所储存的字符来初始化字符串，* 后续对数组的修改将不会对字符串有影响，感觉在做* String 类的题目时，较常用到这个方法*/public String(char value[]) {this.value = Arrays.copyOf(value, value.length);}//截取字符数组中的某一部分来初始化public String(char value[], int offset, int count) {if (offset < 0) {throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset);}if (count <= 0) {if (count < 0) {throw new StringIndexOutOfBoundsException(count);}if (offset <= value.length) {this.value = "".value;return;}}// Note: offset or count might be near -1>>>1.if (offset > value.length - count) {throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset + count);}this.value = Arrays.copyOfRange(value, offset, offset+count);}
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最后是根据 StringBuffer 和 StringBuilder 来进行初始化的构造器：

    //StringBuffer 是线程安全的，所以需要加锁public String(StringBuffer buffer) {synchronized(buffer) {this.value = Arrays.copyOf(buffer.getValue(), buffer.length());}}public String(StringBuilder builder) {this.value = Arrays.copyOf(builder.getValue(), builder.length());}
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这里还有个很有意思的包私有构造器（看不懂）：

    /** Package private constructor which shares value array for speed.* this constructor is always expected to be called with share==true.* a separate constructor is needed because we already have a public* String(char[]) constructor that makes a copy of the given char[].*/String(char[] value, boolean share) {// assert share : "unshared not supported";this.value = value;}
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后来去 Google 了一下有关字符串共享的相关内容，还是不太明白，可能是因为常量池的原因，在常量池中存放着字符串的引用，就会导致字符串被共享，这个构造器可能就是共享时的构造吧（待确定），文末给出写文时查询这一部分内容的链接，这一部分内容等下一篇讲述常量池时一起说说

2. 常用方法

1. 基本的

常用的 length(), charAt(), isEmpty() 等等都是根据根据字符数组来做操作的，就看其中一个吧：

    public char charAt(int index) {if ((index < 0) || (index >= value.length)) {throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);}return value[index];}
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2. hashCode()

这个方法是重写了 Object 类的 hashCode：

    public int hashCode() {int h = hash;if (h == 0 && value.length > 0) {char val[] = value;for (int i = 0; i < value.length; i++) {h = 31 * h + val[i];}hash = h;}return h;}
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在哈希值等于 0 且字符串不为空时，才计算哈希值，否则就返回 0，计算方法就是 for 循环里的，举个简单的例子算一下：

字符串 ab 的哈希值就是 97 * 32 + 98 得出的

通过对字符串的哈希值的比较，能够得出两个字符串的值是否相同，但是却不能用来比较两个对象的引用：

3. join()

这个方法以前还都没听过，这次刚好看见了，就说一下用法：

    //第一个参数时分隔符，第二个是可变参数public static String join(CharSequence delimiter, CharSequence... elements) {Objects.requireNonNull(delimiter);Objects.requireNonNull(elements);// Number of elements not likely worth Arrays.stream overhead.StringJoiner joiner = new StringJoiner(delimiter);for (CharSequence cs: elements) {joiner.add(cs);}return joiner.toString();}
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这里引出另一个类：StringJoiner，这里不介绍，如果只有一个字符串，就不会添加分隔符，若有多个，则在每两个拼接的字符串中添加分隔符：

如果要拼接多个字符，并且要添加分隔符，用 join() 会方便很多

4. equals()

== 和 equals() 的区别相信都应该知道了，前者比较引用（引用相同，值自然就相同），后者只比较值：

    public boolean equals(Object anObject) {//如果引用相同，就直接返回 trueif (this == anObject) {return true;}//逐个比较字符if (anObject instanceof String) {String anotherString = (String)anObject;int n = value.length;if (n == anotherString.value.length) {char v1[] = value;char v2[] = anotherString.value;int i = 0;while (n-- != 0) {if (v1[i] != v2[i])return false;i++;}return true;}}return false;}
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3. String 类的不可变

一直都在说 String 类是不可变的，究竟是怎么实现呢？

首先，String 类本身被声明为 final：public final class String，不能被继承，所以不可能重写 String 类的方法（只读），整个 String 类的核心：private final char value[] 也被声明为 final

其次，在源码中的返回值为 String 类型的方法，如果方法中修改了字符串的结构，在最后都是 return new String(xxx) 这样子，如果没有修改字符串结构，就返回这个字符串，也就是所说的：任何修改字符串结构的操作都会产生一个新的 String 对象

4. 总结

其实对于 String 类，最重要的点就是不可变，至于其它的一些操作，感兴趣的可以去翻一下源码（3100 行，不多），注释写的非常清楚，很多操作其实伴随注释看一遍就可理解），就没有写在这篇文章里

最近开始着手准备明年的春招了，所以刚好写博客复习一下 Java 的一些基础知识，下一篇会介绍一下常量池

参考资源：

很早之前的一篇文章，JDK 版本还没到 1.8，所以看一看就好了：

chunlong.github.io/blog/2013/0…