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北京北大青鳥學校學術老師淺析:Java棧與堆的區別(二)

北京北大青鳥學校學術部:上一篇內容中,我們講解了Java棧與堆的區別、數據類型等。今天我們繼續講解。

5. 關于String str = "abc"的內部工作。北京北大青鳥學校講師介紹,Java內部將此語句轉化為以下幾個步驟: 

(1)先定義一個名為str的對String類的對象引用變量:String str; 

(2)在棧中查找有沒有存放值為"abc"的地址,如果沒有,則開辟一個存放字面值為"abc"的地址,接著創建一個新的String類的對象o,并將o的字符串值指向這個地址,而且在棧中這個地址旁邊記下這個引用的對象o。如果已經有了值為"abc"的地址,則查找對象o,并返回o的地址。 (北大青鳥課程

(3)將str指向對象o的地址。 

北京北大青鳥學校提醒,一般String類中字符串值都是直接存值的。但像String str = "abc";這種場合下,其字符串值卻是保存了一個指向存在棧中數據的引用! 

為了更好地說明這個問題,我們可以通過以下的幾個代碼進行驗證。
復制內容到剪貼板代碼:
String str1 = "abc"; 
String str2 = "abc"; 
System.out.println(str1==str2); //true 
北京北大青鳥學校提醒,我們這里并不用str1.equals(str2);的方式,因為這將比較兩個字符串的值是否相等。==號,根據JDK的說明,只有在兩個引用都指向了同一個對象時才返回真值。而我們在這里要看的是,str1與str2是否都指向了同一個對象。 (北大青鳥課程
 
結果說明,JVM創建了兩個引用str1和str2,但只創建了一個對象,而且兩個引用都指向了這個對象。 

我們再來更進一步,將以上代碼改成:
復制內容到剪貼板代碼:
String str1 = "abc"; 
String str2 = "abc"; 
str1 = "bcd"; 
System.out.println(str1 + "," + str2); //bcd, abc 
System.out.println(str1==str2); //false 

這就是說,賦值的變化導致了類對象引用的變化,str1指向了另外一個新對象!而str2仍舊指向原來的對象。上例中,當我們將str1的值改為"bcd"時,JVM發現在棧中沒有存放該值的地址,便開辟了這個地址,并創建了一個新的對象,其字符串的值指向這個地址。  (北大青鳥課程)

北京北大青鳥學校講師介紹,事實上,String類被設計成為不可改變(immutable)的類。如果你要改變其值,可以,但JVM在運行時根據新值悄悄創建了一個新對象,然后將這個對象的地址返回給原來類的引用。這個創建過程雖說是完全自動進行的,但它畢竟占用了更多的時間。在對時間要求比較敏感的環境中,會帶有一定的不良影響。 

再修改原來代碼:
復制內容到剪貼板代碼:
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 
str3這個對象的引用直接指向str1所指向的對象(注意,str3并沒有創建新對象)。當str1改完其值后,再創建一個String的引用str4,并指向因str1修改值而創建的新的對象。可以發現,這回str4也沒有創建新的對象,從而再次實現棧中數據的共享。 

我們再接著看以下的代碼。
復制內容到剪貼板代碼:
String str1 = new String("abc"); 
String str2 = "abc"; 
System.out.println(str1==str2); //false 創建了兩個引用。創建了兩個對象。兩個引用分別指向不同的兩個對象。 

String str1 = "abc"; 
String str2 = new String("abc"); 
System.out.println(str1==str2); //false 
創建了兩個引用。創建了兩個對象。兩個引用分別指向不同的兩個對象。  (北大青鳥課程

以上兩段代碼說明,只要是用new()來新建對象的,都會在堆中創建,而且其字符串是單獨存值的,即使與棧中的數據相同,也不會與棧中的數據共享。 

6. 北京北大青鳥學校講師介紹,數據類型包裝類的值不可修改。不僅僅是String類的值不可修改,所有的數據類型包裝類都不能更改其內部的值。 7. 結論與建議: 

(1)我們在使用諸如String str = "abc";的格式定義類時,總是想當然地認為,我們創建了String類的對象str。擔心陷阱!對象可能并沒有被創建!唯一可以肯定的是,指向String類的引用被創建了。至于這個引用到底是否指向了一個新的對象,必須根據上下文來考慮,除非你通過new()方法來顯要地創建一個新的對象。因此,更為準確的說法是,我們創建了一個指向String類的對象的引用變量str,這個對象引用變量指向了某個值為"abc"的String類。清醒地認識到這一點對排除程序中難以發現的bug是很有幫助的。 

(2)使用String str = "abc";的方式,可以在一定程度上提高程序的運行速度,因為JVM會自動根據棧中數據的實際情況來決定是否有必要創建新對象。而對于String str = new String("abc");的代碼,則一概在堆中創建新對象,而不管其字符串值是否相等,是否有必要創建新對象,從而加重了程序的負擔。這個思想應該是享元模式的思想,但JDK的內部在這里實現是否應用了這個模式,不得而知。   (北大青鳥課程)

(3)當比較包裝類里面的數值是否相等時,用equals()方法;當測試兩個包裝類的引用是否指向同一個對象時,用==。 

(4)由于String類的immutable性質,當String變量需要經常變換其值時,應該考慮使用StringBuffer類,以提高程序效率。(北京北大青鳥學校學術部提供)

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