String -- 从源码剖析String类

几乎所有的 Java 面试都是以 String 开始的，String 源码属于所有源码中最基础、最简单的一个，对 String 源码的理解也反应了你的 Java 基础功底。

 String 是如何实现的？它有哪些重要的方法？

以主流的 JDK 版本 1.8 来说，String 内部实际存储结构为 char 数组，源码如下：

 源码中包含下面几个重要的方法:

1.多构造方法

String字符串有以下4个重要的构造方法：

// String 为参数的构造方法
public String(String original) {
        this.value = original.value;
        this.hash = original.hash;
}

// char[] 为参数构造方法
 public String(char value[]) {
        this.value = Arrays.copyOf(value, value.length);
}

// StringBuffer 为参数的构造方法
public String(StringBuffer buffer) {
        synchronized(buffer) {
            this.value = Arrays.copyOf(buffer.getValue(), buffer.length());
        }
}

//StringBuilder 为参数的构造方法
 public String(StringBuilder builder) {
        this.value = Arrays.copyOf(builder.getValue(), builder.length());
}

其中，比较容易被我们忽略的是以 StringBuffer 和 StringBuilder 为参数的构造函数，因为这两种数据类型，我们通常都是单独使用的。

若您想了解三者的区别请查阅我的另一篇博文，谢谢。

String、StringBuffer 和 StringBuilder 的区别

2.equals() 比较两个字符串是否相等

源码如下：

 public boolean equals(Object anObject) {
        // "==" 比较的是引用对象的内存地址，对象引用相同直接返回 true
        if (this == anObject) {
            return true;
        }
        // 判断需要对比的值是否为 String 类型，如果不是则直接返回 false
        if (anObject instanceof String) {
            String anotherString = (String)anObject;
            int n = value.length;
            if (n == anotherString.value.length) {
                // 把两个字符串都转换为 char 数组对比
                char v1[] = value;
                char v2[] = anotherString.value;
                int i = 0;
                // 循环比对两个字符串的每一个字符
                while (n-- != 0) {
                     // 如果其中有一个字符不相等就 true false，否则继续对比
                     if (v1[i] != v2[i])
                     return false;
                    i++;
                }
                return true;
            }
        }
        return false;
}

String类型重写了Object中的equals()方法，equals()方法需要传递一个Object类型的参数值，在比较时会先通过instanceof判断是否为String类型，，如果不是则会直接返回 false。

如果您想了解instanceof和isInstance的区别和用法还有“==”和equals的区别和使用，请查看以下文章:

instanceof和isInstance的区别

“==”和equals的区别

3. compareTo() 比较两个字符串

compareTo() 方法用于比较两个字符串，返回的结果为 int 类型的值，源码如下：

public int compareTo(String anotherString) {
    int len1 = value.length;
    int len2 = anotherString.value.length;
    // 获取到两个字符串长度最短的那个 int 值
    int lim = Math.min(len1, len2);
    char v1[] = value;
    char v2[] = anotherString.value;

    int k = 0;
    //对比每一个字符
    while (k < lim) {
        char c1 = v1[k];
        char c2 = v2[k];
        // 有字符不相等就返回差值
        if (c1 != c2) {
            return c1 - c2;
        }
        k++;
    }
    return len1 - len2;
}         

从源码中可以看出，compareTo()方法会循环对比所有的字符，当两个字符串中有任意一个字符不相同时，则return char1-char2。比如，两个字符串分别存储的是1和2，返回的值是 -1；如果存储的是 1 和 1，则返回的值是 0 ，如果存储的是 2 和 1，则返回的值是 1。

可以看出 compareTo() 方法和 equals() 方法都是用于比较两个字符串的，但它们有两点不同：

(1)equals() 可以接收一个 Object 类型的参数，而 compareTo() 只能接收一个 String 类型的参数；

(2)equals() 返回值为 Boolean，而 compareTo() 的返回值则为 int。

总结:它们都可以用于两个字符串的比较，当 equals() 方法返回 true 时，或者是 compareTo() 方法返回 0 时，则表示两个字符串完全相同。

4.其他重要方法

length()：查询字符串的长度；

split()：把字符串分割并返回字符串数组；

trim()：去掉字符串首尾空格；

join()：把字符串数组转为字符串；

replace()：替换字符串中的某些字符；

contains()：查询字符串中是否包含另一个字符串；

indexOf()：查询字符串首次出现的下标位置；

lastIndexOf()：查询字符串最后出现的下标位置；

toLowerCase()：把字符串全部转换成小写；

toUpperCase()：把字符串全部转换成大写；

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