堆栈
1,概要
堆栈是两种数据结构。堆栈都是一种数据项按序排列的的数据结构,只能在一端进行(称为栈顶(top))对数据项进行插入和删除。
要点:堆,列队优先,先进先出。栈,后进先出(Last-In/ First-Out)。
2,对比(Java语言)
1.栈(stack)和堆(heap)都是java用来在Ram中存放数据的地方。
2.栈的优势是,存取速度比堆要快,仅次于直接位于CPU中的寄存器。但缺点是,存在栈中的数据大小和生存期必须是确定的,缺乏灵活性。另外,栈数据可以共享。堆的优势是,可以动态的分配内存大小,生存期也不必事先告诉编译器,Java的垃圾收集器会自动收走这些不再使用的数据。但缺点是,由于要在运行时动态分配内存,存取速度较慢。
3.Java中的数据类型有2种。
①基本类型primitive types,共有8种。
即byte--1,short--2,int--4,long--8,char--2,float--4,double--8,boolean--1true/false。(不包括String)
这种类型的定义是通过int a=3;long b = 255L;的形似来定义的,称为自动变量。自动变量存的是字面值,不是类的实例,即不是类的引用,这里并没有类的存在。
例如 int a = 3;这里的a是一个指向int类型的引用,指向3这个子面值。
这些子面值的数据,由于大小可知,生命期可知(这些字面值固定定义在某个程序块里面,程序块退出后,字段值就消失了),处于追求速度的原因,就存在于栈中。
另外,栈有一个很重要的特殊性,就是存在于栈中的数据可以共享。
int a = 3;int b = 3;
编译器先处理int a = 3 首先它会在栈中创建一个变量为a的引用,然后查看有没有字面值为3的地址,没找到,就开辟一个存放3这个字面值的地址,然后将a指向3的地址。接着处理 int b = 3 在栈中创建b之后,由于在栈中已经有了3这个字面值,便将b直接指向3的地址。这样a和b就都指向了同一个3的地址。
这种字面值的引用和类对象的引用不同。两个类对象的引用同时指向一个对象,如果一个引用变量修改了这个对象的内部状态,那么另一个对象引用变量也即可反映这个变化。而字面值就不会变。
②包装类数据(如,Integer、String、Double等将相应的基本数据类型包装起来的类,这些类数据全部存在于堆中)。Java通new()语句来显示地告诉编译器,在运行时才根据需要动态创建,因此比较灵活,但缺点是要占用更多的时间。
String是一个特殊的包装类数据。即可以用String str = new String(“abc”);的形式来创建,也可以用String str = “abc”;的形式来创建。前者是规范的类的创建过程,即在Java中,一切都是对象,而对象是类的实例,全部通过new()的形式来创建。Java中的有些类,如DataFormat类,可以通过该类的getInstance()方法返回一个新创建的类,似乎违反了此原则。其实不然,该类运用了单例模式来返回类的实例,只不过这个实例是在该类内部通过new()来创建的,而getInstance()向外部隐藏了此细节。那么,为什么在String str = “abc”;中,并没有通过new()来创建实例,是不是违反了上述原则?其实没有。
关于String str = “abc”;Java内部将此语句转化为一下几个步骤。
--先定义一个名为str的对String类的对象引用变量:String str;
--在栈中查找有没有存放值为abc的地址,如果没有,则开辟一个存放字面值为abc的地址,接着创建一个新的String类的对象o,并将o的字符串值指向这个地址,而且在栈中这个地址旁边记下这个引用的对象o。如果已经有了值为abc的地址,则查找对象o,并返回o的地址。
--将str指向对象o的地址。
值得注意的是,一般String类中字符串值都是直接存值的。但像String str = “abc”;这种场合下,其字符串值却是保存了一个指向存在栈中数据的引用!
String str1 = “abc”;
String str2 = “abc”;
System.out.print(str1 == str2) //true
(str1.equals(str2)将比较两个字符串的值是否相等)
==号,根据JDK,只有在两个引用都指向了同一个对象时才返回true,而此时,返回了true,说明str1和str2指向同一个对象。
String str1 = “abc”;
String str2 = “abc”;
str1 = “bcd”;
System.out.println(str1+”,”+str2);//bcd,abc
System.out.println(str1==str2);//false
这就是说,赋值的变化导致了类对象引用的变化,str1指向了另外一个新对象。str2仍旧指向原来的对象。执行 str1 = “bcs”;时,JVM发现在栈中没有存放该值得地址,便开辟了这个地址,并创建了一个新的对象,其字符串的值指向这个地址。
事实上,String类被设计成为不可改变(immutable)的类。如果你要改变其值,可以,但是JVM在运行时根据新值悄悄创建了一个新对象,然后将这个新对象的地址返回给原来类的引用。这个创建过程是完全自动进行的,但它毕竟占用了更多的时间。
String str1 = “abc”;
String str2 = “abc”;
str1 = “bcd”;
String str3 = str1;
System.out.println(str3);//bcd
String str4 = “bcd”;
System.out.println(str1==str4);//true
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String str1 = new String(“abc”);
String str2 = “abc”;
System.out.println(str1==str2);//false
创建了两个引用。创建了两个对象。两个引用分别指向不同的两个对象。
只要是new()来新建对象的,都会在堆中创建,而且其字符串是单独存值得,即使与栈中的数据相同,也不会与栈中的数据共享。
数据类型包装类的值不可修改。不仅仅是String类的值不可修改,所有的数据类型包装类都不能更改其内部的值。
结论与建议:
我们在使用String str = “abc”;的格式定义类时,总是想当然地认为,我们创建了String类的对象Str。但是,对象可能并没有被创建!唯一可以肯定的是,指向String类的引用被创建了。至于这个引用到底是否指向了一个新的对象,必须根据上下文考虑,除非你通过new()方法来显式地创建一个新的对象。因此,更为准确的说法是,我们创建了一个指向String类的对象的引用变量str,这个对象引用变量指向了某个值为”abc”的String类。
使用String str =”abc”的方式,可以在一定程度上提高程序的运行速度,因为JVM会自动根据栈中数据的实际情况来决定是否有必要创建新对象。而对于String str = new String(“abc”);的代码,则一概在堆中创建新对象,而不管其字符串值是否相等,是否有必要创建新对象,从而增加了负担。这个是享元模式思想
当比较包装类里面的数据是否相等时,用equals()方法;当测试两个包装类的引用是否指向同一个对象时,用==
由于String累的immutable性质,当String变量需要经常变换其值时,应该考虑使用StringBuffer类,以提高程序效率。