String

 Java中String类由于其特殊性（不变类），几乎是笔试面试中的必考题，当然有些题目其实没啥意思，不过关键是要通过题目掌握原理性的东西。下面六道题目，如果您全部做对了，且明白其所以然，那么Java中的关于String的笔试面试题应该难不到你了。也许您觉得polaris说的有点过了，然而彻底明白这些题目，对理解String类还是很有好处的。

写出下面各题的打印输出的结果：

1 

  

public static void main(String[] args) {
        String a = "a1";
        String b = "a" + 1;
        System.out.println(a == b);
    }

 

 

 

 

 

 

2

 

public static void main(String[] args) {
        String a = "ab";
        String bb = "b";
        String b = "a" + bb;
        System.out.println(a == b);
    }

 

3

 

public static void main(String[] args) {
        String a = "ab";
        final String bb = "b";
        String b = "a" + bb;
        System.out.println(a == b);
    }

 

4

 

public static void main(String[] args) {
        String a = "ab";
        final String bb = getBB();
        String b = "a" + bb;
        System.out.println(a == b);
    }

    private static String getBB() {
        return "b";
    }

 

5

 

private static String a = "ab";

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

 

6

 

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);
        System.out.println(s.intern() == a);
        System.out.println(s.intern() == a.intern());
    }

 

 

（1）通过java源码分析String

    我们都知道String是不可变的（immutable），不变性的体现是：String类内部通过char数组来保存字符串，而这个char数组被声明为：final。那么为什么要将String类声明为不可变呢？了解设计模式的你应该知道有一种模式叫做“不变模式”（immutable pattern），String类的设计就是使用了不变模式，有兴趣的朋友可以看看“不变模式”讲的具体是啥东东。

    说完String的不可变性，需要说说String的“final性”（其实也还是不可变性决定的）。这也是有些面试官会问到的问题：我能不能写一个类继承自String？为什么？我们来看看String类的声明：

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence

 

 

 

 

    对于final关键字的作用不用多解释了。其实这也是“强不变模式”的一种要求（类本身声明为final或所有方法声明为final）。

（2）理解String对象的存储机制

    要深入理解String必须先了解Java内存机制——运行时数据区（Runtime Data Area）。《The JavaTM Virtual Machine Specification》中将运行时数据区分为六部分（参看第三章）：
1）The pc Register；2）Java Virtual Machine Stacks；3）Heap；4）Method Area；5）Runtime Constant Pool；6）Native Method Stacks；
    以上数据区的具体描述可参考规范。需要注意的是，以上只是一个规范说明，并没有规定虚拟机如何实现这些数据区。

在说明String对象存储机制之前，我们需要先了解数据区的三个部分：Java 虚拟机栈（可以简称为Java栈）、堆和运行时常量池（简称常量池）。对于Java栈和堆大家应该比较熟悉，这里有一个关键点是常量池，下面就重点介绍一下与String相关的常量池。

    首先大概描述一下什么是常量池：

 

虚拟机必须为每个被装载的类型维护一个常量池。常量池就是该类型所用常量的一个有序集合，包括直接常量（string,integer和floating point常量）和对其他类型、字段和方法的符号引用。池中的数据项就像数组一样是通过索引访问的。因为常量池存储了相应类型所用到的所有类型、字段和方法的符号引用，所以它在Java程序的动态链接中起着核心的作用。

<1> String相关常量池

    在《The JavaTM Virtual Machine Specification》第四章有一节是专门讲解各种常量池的，其中有两个常量池是关于String的。

    1）The CONSTANT_String_info Structure

    对于常量池的细节此文不做过多介绍，polaris以后可能会写一序列关于Java虚拟机的文章。现在您可以查阅规范或在网上收集相关资料阅读。规范上对该常量池结构的介绍是：
The CONSTANT_String_info structure is used to represent constant objects of the type String.
在该常量池结构中引用了另一个常量池结构，如2）

    2）The CONSTANT_Utf8_info Structure

    规范上的描述是：The CONSTANT_Utf8_info structure is used to represent constant string values.

根据上面的介绍可以看出，字符串字面值会存储在常量池中。下面来分析String对象的存储机制。

<2> String对象的存储

    请看这样两个语句：

String x = "abc"; String y = new String("abcd");

 

 

 

 现在来分析一下内存的分配情况。如图：

    可以看出，x与y存在栈中，它们保存了相应对象的引用。第一条语句没有在堆中分配内存，而是将“abc”保存在常量池中。对于第二条语句，同样会在常量池中有一个“abcd”的字符串，当new时，会拷贝一份该字符串存放到堆中，于是y指向了堆中的那个“abcd”字符串。不知道polaris有没有讲明白。如果您明白了，那么做前面那六道题就没什么问题了。

 

3、六道题答案详解

1）true

    要说明一点：当两个字符串字面值连接时（相加），得到的新字符串依然是字符串字面值，保存在常量池中。

2）false

    当字符串字面值与String类型变量连接时，得到的新字符串不再保存在常量池中，而是在堆中新建一个String对象来存放。很明显常量池中要求的存放的是常量，有String类型变量当然不能存在常量池中了。

 3）true

    注意此题与上一题的区别，此处是字符串字面值与String类型常量连接，得到的新字符串依然保存在常量池中。

4）false

    此题中第条语句：final String bb = getBB();其实与final String bb = new String(“b”);是一样的。也就是说return “b”会在堆中创建一个String对象保存”b”，虽然bb被定义成了final。可见并非定义为final的就保存在常量池中，很明显此处bb常量引用的String对象保存在堆中，因为getBB()得到的String已经保存在堆中了，final的String引用并不会改变String已经保存在堆中这个事实。

5）false,true

    可能很多人对intern()这个函数不了解。JDK API文档中对intern()方法的描述是：

    返回字符串对象的规范化表示形式。
    一个初始为空的字符串池，它由类 String 私有地维护。

    当调用 intern 方法时，如果池已经包含一个等于此 String 对象的字符串（用 equals(Object) 方法确定），则返回池中的字符串。否则，将此 String 对象添加到池中，并返回此 String 对象的引用。

    它遵循以下规则：对于任意两个字符串 s 和 t，当且仅当 s.equals(t) 为 true 时，s.intern() == t.intern() 才为 true。

    所有字面值字符串和字符串赋值常量表达式都使用 intern 方法进行操作。

上面字符串池即为字符串常量池。明白该题结果的原因了吧。

6）false,false,true

第五题看明白后，第六题就没什么好讲的了。