持续总结中！2024年面试必问 100 道 Java基础面试题（二十三）

本文主要是介绍持续总结中！2024年面试必问 100 道 Java基础面试题（二十三），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

上一篇地址：持续总结中！2024年面试必问 100 道 Java基础面试题（二十二）-CSDN博客

四十五、String的底层实现是怎样的？

在Java中，String对象用于表示文本。从Java 8开始，String类的底层实现有一些变化，但基本概念保持一致。以下是String底层实现的详细解释：

Java 8之前的实现

在Java 8之前，String内部由两个部分组成：offset和value。

value：是一个char数组，用于存储字符串的字符序列。
offset：是一个整数，表示在char数组中的起始位置。
count：是一个整数，表示从offset开始的字符数量，即字符串的实际长度。

这种实现方式允许String对象共享相同的char数组，从而节省内存空间。但是，这种实现也有一些缺点，如可能导致更复杂的内存管理和同步问题。

Java 8及以后的实现

从Java 8开始，String类的内部实现得到了简化，它由两个主要部分组成：

value：是一个byte数组，每个byte值表示一个char值的ASCII码。对于多字节字符（如UTF-16编码中的非ASCII字符），byte数组中的每个字节对（两个字节）表示一个char值。
coder：是一个整数字段，指示value数组中使用的编码。可能的编码有：
- LATIN1（ISO-8859-1）：对于value中的每个字节，直接表示一个char值。
- UTF-16：value中的每两个字节表示一个char值。

此外，Java 8的String实现还包括：

hash：是一个整数值，存储当前String对象的哈希码。这个哈希码在String对象创建时被计算并缓存，以提高性能。
length：是一个整数字段，表示String对象表示的字符序列的长度。

示例代码

public class StringImplementationExample {public static void main(String[] args) {String str = "Hello, World!";System.out.println("Content: " + str);System.out.println("Length: " + str.length());System.out.println("Hash code: " + str.hashCode());}
}

在这个示例中，我们创建了一个String对象，并打印了它的内容、长度和哈希码。

注意事项

String对象是不可变的，这意味着一旦创建，它的值就不能被改变。
String类的内部实现针对字符串操作进行了优化，如字符串连接、子串操作等。
String对象的哈希码在对象创建时就被计算并缓存，这使得String对象非常适合作为哈希表的键（如在HashMap和HashSet中）。

总结来说，String类的底层实现在Java 8及以后的版本中得到了简化和优化，提供了更好的性能和内存效率。理解String的内部实现有助于更好地使用这个类，并编写高效的字符串操作代码。

四十六、String是可变的吗？为什么？

在Java中，String类的对象是不可变的（Immutable）。这意味着一旦一个String对象被创建，它的内容就不能被改变。这个特性是由String类的设计决定的，有以下几个原因和考量：

安全性

因为String对象不可变，它们可以安全地共享，无需担心对象状态被改变。这在多线程环境中尤其重要，因为不可变性意味着不需要额外的同步措施来保护字符串内容。

哈希码缓存

String对象的哈希码是基于其内容计算的。由于String对象不可变，一旦哈希码被计算，就可以被缓存和重用。这提高了如HashMap这类基于哈希的集合的性能。

字符串常量池

Java使用字符串常量池（String Pool）来存储字符串字面量。所有相同的字符串字面量在字符串常量池中只存储一份，这减少了内存的使用。如果String是可变的，那么字符串常量池就可能变得不稳定，因为字符串内容的改变可能影响到其他引用了相同字符串的对象。

示例代码

public class StringImmutabilityExample {public static void main(String[] args) {String str = "Hello";str = str + ", World!";System.out.println(str); // "Hello, World!"}
}

在这个示例中，你可能认为我们修改了str的内容，但实际上我们并没有改变原始的String对象。相反，我们创建了一个新的String对象，它包含了新的字符串内容。

注意事项

当你使用+操作符或concat方法连接字符串时，实际上是创建了一个新的String对象。
不可变性不意味着String对象本身不能被修改，而是对象的值（即它所表示的字符串）不能被改变。在Java中，对象是通过引用来操作的，所以可以通过改变引用来指向一个新的String对象。
不可变性是String类设计的核心特性之一，理解这一点有助于更好地使用字符串和避免常见的错误。

总结来说，String类的对象在Java中是不可变的，这是为了确保安全性、提高性能和简化字符串的管理和使用。虽然这可能导致在某些情况下需要创建额外的String对象，但整体上它带来了更多的优势，特别是在多线程和集合操作中。

这篇关于持续总结中！2024年面试必问 100 道 Java基础面试题（二十三）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！