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【Java】认识Sring、String的常见操作和StringBuffer 和StringBuilder的区别【字符串详解】

2022-08-27 174
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云解析 DNS，旗舰版 1个月
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全局流量管理 GTM，标准版 1个月
简介： 本文介绍了字符串的存储常量池及字符串常使用的方法，介绍了StringBuffer 和 StringBuilder，有什么地方写的不好欢迎指正评论，谢谢！

前言

本文介绍了字符串的存储常量池及字符串常使用的方法，介绍了StringBuffer 和 StringBuilder，有什么地方写的不好欢迎指正评论，谢谢！

1. 定义字符串

首先C语言是没有String类型的，我们来看一下Java当中String的构造 String 的方式。

String定义：

// 方式一
String str = "Hello Bit";
// 方式二
String str2 = new String("Hello Bit");
// 方式三
char[] array = {'a', 'b', 'c'};  //把数组变成字符串
String str3 = new String(array);

结果：
在这里插入图片描述

我们可以去帮助文档去深入了解一下Sting Java帮助手册。

  1. 首先我们可以看见这个是在lang包底下：所以不需要导包

在这里插入图片描述

  1. 被final修饰不可以继承（它继承object类，所有的类都继承object类）

在这里插入图片描述

  1. 所有的类要产生，就要有构造方法我们来看一下：（不一定学这么多，我们挑重点来讲）

在这里插入图片描述
以上就是定义的方式：我们以后都是直接赋值不要在使用new一个的方式。

我们来看一下 "方式三" 的一个底层实现图：

char[] array = {'a', 'b', 'c'};  //把数组变成字符串
String str3 = new String(array);

在这里插入图片描述
我们去看一下String类里面有什么：（有很多字段方法）但是我们只看values[ ]
在这里插入图片描述

string类里面有个value
在这里插入图片描述

我们在来看一下String的方法：（可以看见这个value拷贝了一份会产生新的一个副本）
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

以上就是方式三在底层完成的一个操作.

2.字符串比较相等

下面代码输出的是true 还是 false？？
在这里插入图片描述
结果：
在这里插入图片描述
为什么呢？不是一样的吗？

  • 因为str1是引用类型存放的是地址
  • st2也是引用类型存放的也是地址
  • 所以不一样（比较的是还是值一不一样）但是值不是字符串值，而是引用值。

那么想比较字符串的内容一不一样怎么比较呢？
使用：equals
在这里插入图片描述
结果：
在这里插入图片描述

equals 使用注意事项

现在需要比较 str 和 "Hello" 两个字符串是否相等, 我们该如何来写呢?

String str = new String("Hello");
// 方式一
System.out.println(str.equals("Hello"));
// 方式二
System.out.println("Hello".equals(str));

在上面的代码中, 哪种方式更好呢?
我们更推荐使用 "方式二". 一旦 str 是 null, 方式一的代码会抛出异常, 而方式二不会

String str = null;
// 方式一
System.out.println(str.equals("Hello"));  // 执行结果 抛出 java.lang.NullPointerException 异 常
// 方式二
System.out.println("Hello".equals(str));  // 执行结果 false

注意事项: "Hello" 这样的字面值常量, 本质上也是一个 String 对象, 完全可以使用 equals 等 String 对象的方法.

3. 字符串常量池( 多图解析 )

字符串常量池：存储的就是字符串。

在JVM底层实际上会自动维护一个对象池（字符串常量池)

  • 如果现在采用了直接赋值的模式进行String类的对象实例化操作，那么该实例化对象（字符串内容）将自动保存到这个对象池之中.
  • 如果下次继续使用直接赋值的模式声明String类对象，此时对象池之中如若有指定内容，将直接进行引用。
  • 如若没有，则开辟新的字符串对象而后将其保存在对象池之中以供下次使用

大概图示：（ 在JVM 并没有划分区域说xxx区域就是字符串常量池 ）

在这里插入图片描述
Stringpool 其实底层就是一个哈希表（不深入可百度）

理解 "池" (pool)

"池" 是编程中的一种常见的, 重要的提升效率的方式, 我们会在未来的学习中遇到各种 "内存池", "线程池", "数据
库连接池" ....
然而池这样的概念不是计算机独有, 也是来自于生活中. 举个栗子:
现实生活中有一种女神, 称为 "绿茶", 在和高富帅谈着对象的同时, 还可能和别的屌丝搞暧昧. 这时候这个屌丝被
称为 "备胎". 那么为啥要有备胎? 因为一旦和高富帅分手了, 就可以立刻找备胎接盘, 这样 效率比较高.
如果这个女神, 同时在和很多个屌丝搞暧昧, 那么这些备胎就称为 备胎池.
第一个列子解析：

还是来看一下下面的代码在内存中的存放操作：

在这里插入图片描述

如下图：根据上面的字符串常量池的介绍，我们知道字符串引用起来的，会放在常量池里面：

在这里插入图片描述

那么str2的字符串内容在哪里呢？？

-我们都知道字符串存放在常量池里面，但是现在str也是hello，那么new string会先去常量池里面找有没有一样的，有一样的就引用常量池里面的，就不需要在放进去新建一个：
在这里插入图片描述

最终str1是指向常量池里面的，str2是指向堆里面的，所以是false。

会发现其实常量池帮我们节省了空间，不需要同样东西存两份，这个就是常量池的意义。

第二个列子解析：

看下面代码思考是否相等?

在这里插入图片描述
结果：
在这里插入图片描述

解析：这2个在java当中都是字符串常量，编译器编译的时候会自动被拼接，变成linbo
在这里插入图片描述
内存图：

在这里插入图片描述
不相信？我们来编译一下看看：（第二个字符串已经变成 linbo）

在这里插入图片描述
常量在编译的时候已经被运算了。

变量：就是在编译的时候 不知道里面的值，在运行的时候 才知道里面的值

在来列子:被final修饰变成常量
在这里插入图片描述
结果
在这里插入图片描述
反编译:已经变成30

在这里插入图片描述

第三个列子解析：

思考下面代码得到什么：？
在这里插入图片描述

结果：
在这里插入图片描述

解析:str3指向的其实是lin 和 bo的一个拼接，在堆中产生新的对象，所以是false；
在这里插入图片描述

第四个列子解析：

思考下面结果：
在这里插入图片描述
结果：
在这里插入图片描述

解析:可以看见str2（str2要拼接所以指向新对象）指向的是堆里面的对象，而str1是指向常量池的对象，所以是false
在这里插入图片描述

第五个列子解析：

思考下面的代码：
在这里插入图片描述
结果：
在这里插入图片描述
解析：str2依然是指向拼接的新对象，而str1是指向常量池所以false；

在这里插入图片描述

第六个列子解析：
inter()：手动将字符串入池。

思考下面的代码：
在这里插入图片描述
结果：
在这里插入图片描述

解析：inter方法就是拿到对象里面的值去哈希表里面找，如果已经有了，就不放进去了 ，所以是false；

在这里插入图片描述

第七个列子解析：

思考下面代码：
在这里插入图片描述
结果:
在这里插入图片描述
解析:s3.inter 放进了（放的是地址）常量池，然后s4的11 指向 s3的11 ，所以就是true
在这里插入图片描述

第八个列子解析：

思考下面代码：
在这里插入图片描述
结果：
在这里插入图片描述
解析：s3变成11，但是在此之前s4的11是没有的，所以放进常量池，然后说s3.inter，看看常量池有没有，常量池是有的，所以没有放进去所以s4是指向常量池的，s3是指向堆中的对象，所以不一样。
在这里插入图片描述
以上就是所有的字符串内容相不相等的练习，相信看完这些你会对字符串的比较有个全新的认知。

字符串传参注意事项：
不是传引用就可以改变原来的值，看下面代码：

在这里插入图片描述
结果：
在这里插入图片描述
解析：形参的改变并不影响实参，只是改变了指向

在这里插入图片描述

面试题：请解释String类中两种对象实例化的区别
  1. 直接赋值：只会开辟一块堆内存空间，并且该字符串对象可以自动保存在对象池中以供下次使用。
  2. 构造方法：会开辟两块堆内存空间，不会自动保存在对象池中，可以使用intern()方法手工入池。

综上, 我们一般采取直接赋值的方式创建 String 对象

4. 理解字符串不可变

字符串是一种不可变对象. 它的内容不可改变.

String 类的内部实现也是基于 char[] 来实现的, 但是 String 类并没有提供 set 方法之类的来修改内部的字符数组

String str = "hello" ; 
str = str + " world" ; 
str += "!!!" ; 
System.out.println(str); 
// 执行结果
hello world!!!

图文解析:先hello 和world拼接 变成hello world ，然后在和！！！拼接变成hell world，
产生了5个对象，为什么这样呢？就是因为那些字符串不可以改变（不可以直接在后面加）
在这里插入图片描述

那么如果实在需要修改字符串, 例如, 现有字符串 str = "Hello" , 想改成 str = "hello" , 该怎么办?

a) 常见办法: 借助原字符串, 创建新的字符串

String str = "Hello";
str = "h" + str.substring(1);
System.out.println(str);
// 执行结果
hello

b) 特殊办法(选学): 使用 "反射" 这样的操作可以破坏封装, 访问一个类内部的 private

IDEA 中 ctrl + 左键 跳转到 String 类的定义, 可以看到内部包含了一个 char[] , 保存了字符串的内容.在这里插入图片描述

String str = "Hello";
// 获取 String 类中的 value 字段. 这个 value 和 String 源码中的 value 是匹配的. 
Field valueField = String.class.getDeclaredField("value");
// 将这个字段的访问属性设为 true
valueField.setAccessible(true);
// 把 str 中的 value 属性获取到. 
char[] value = (char[]) valueField.get(str);
// 修改 value 的值
value[0] = 'h';
System.out.println(str);
// 执行结果
hello

关于反射：（暂时不深入）

反射是面向对象编程的一种重要特性, 有些编程语言也称为 "自省".
指的是程序运行过程中, 获取/修改某个对象的详细信息(类型信息, 属性信息等), 相当于让一个对象更好的 "认清自己" .

为什么 String 要不可变?(不可变对象的好处是什么?) (选学)

  1. 方便实现字符串对象池. 如果 String 可变, 那么对象池就需要考虑何时深拷贝字符串的问题了.
  2. 不可变对象是线程安全的.
  3. 不可变对象更方便缓存 hash code, 作为 key 时可以更高效的保存到 HashMap 中

注意事项: 如下代码不应该在你的开发中出, 会产生大量的临时对象, 效率比较低.

String str = "hello" ; 
for(int x = 0; x < 1000; x++) {
    str += x ; 
}
System.out.println(str)；

后面讲stringbuffer 和 stringbuilder会讲

5.字符, 字节与字符串

在这里插入图片描述
代码：str： 第二个参数是偏移量，第三个参数是第几个：

意思:从偏移量为1 ，取两个 字符来构造String对象 。所以是bc

a是0，b是1

 public static void main(String[] args) {
        char[] value = {'a','b','c','d','e'};
        String str = new String(value,1,2);
        System.out.println(str);  //bc

    }

在这里插入图片描述

代码：从1位置处取一个
在这里插入图片描述
结果：h是0 e是1；
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

代码：将字符串已字符数组方式进行存储
在这里插入图片描述

结果:
在这里插入图片描述

代码示例: 给定字符串一个字符串, 判断其是否全部由数字所组成.

思路: 将字符串变为字符数组而后判断每一位字符是否是" 0 "~"'9'"之间的内容，如果是则为数字.

public static void main(String[] args) { 
 String str = "1a23456" ; 
 System.out.println(isNumber(str)? "字符串由数字所组成！" : "字符串中有非数字成员！"); 

 } 
 public static boolean isNumber(String str) { 
 if(str==null)return false;
 if(str.lenth()==0)return false;
 char[] data = str.toCharArray() ; //转变数组
 for (int i = 0; i < data.length; i++) { 
 if (data[i]<'0' || data[i]>'9') { 
 return false ; 
 } 
 } 
 return true ; 
 }

5.2 字节与字符串

在这里插入图片描述

代码：把字节（ASCII），转换为合适的字符输出
在这里插入图片描述
结果：
在这里插入图片描述

代码：String上面有横线是干嘛的？？
在这里插入图片描述
点进去看看： 有这个代表被弃用在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

代码：把字符串变成字节数组 返回出来
在这里插入图片描述

结果：
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

代码：
在这里插入图片描述
结果：
在这里插入图片描述

但是汉字有问题：
在这里插入图片描述

结果：
在这里插入图片描述

utf-8：
在这里插入图片描述
结果：
在这里插入图片描述
不经常使用这个

5.3 小结

那么何时使用 byte[], 何时使用 char[] 呢?

  • byte[] 是把 String 按照一个字节一个字节的方式处理, 这种适合在网络传输, 数据存储这样的场景下使用. 更适合针对二进制数据来操作
  • char[] 是吧 String 按照一个字符一个字符的方式处理, 更适合针对文本数据来操作, 尤其是包含中文的时候.

6. 字符串常见操作

6.1 字符串比较

在这里插入图片描述

代码: 比较引用的对象是否相等

public static void main(String[] args) {
        String str = "hello";
        String str2 = new String("hello");
        System.out.println(str.equals(str2));  //结果true
    }

在这里插入图片描述
代码：忽略大小写的情况

public static void main(String[] args) {
        String str = "hello";
        String str2 = new String("Hello");
        System.out.println(str.equalsIgnoreCase(str2));  //结果 true
    }

在这里插入图片描述
代码：比较大小返回数字 str>str2 正数 ，str==str2 0 ，< 返回负数（比较的是ASCII码）

public static void main(String[] args) {
        String str = "hello";
        String str2 = new String("Hello");
        System.out.println(str.compareTo(str2));  //返回 32 
    }

如果第一个一样（从前往后比较），比较第二个字符，有一个字符大小不同，那么代表整个字符串大小

6.2 字符串查找

在这里插入图片描述
代码：判断字符串是否存在

public static void main(String[] args) {
        String str = "abcdefg";
       boolean flag = str.contains(str);
        System.out.println(flag); //true
    }

列子2：

public static void main(String[] args) {
        String str = "abcdefg";
       boolean flag = str.contains("cdef");
        System.out.println(flag); //true
    }

在这里插入图片描述

代码：查找cdef 在 str里面有没有 ，看第一个字符的位置（没有返回-1）

 public static void main(String[] args) {
        String str = "abcdefg";
        System.out.println(str.indexOf("cdef")); // 返回下标2  
    }

有点类似kmp算法

在这里插入图片描述
代码：从指定位置找

public static void main(String[] args) {
        String str = "abcdefg";
        System.out.println(str.indexOf("bcdef",0)); // 1
    }

注意：位置的范围

在这里插入图片描述
代码：从后往前找

public static void main(String[] args) {
        String str = "abcdefg";
        System.out.println(str.lastIndexOf("bcdef")); // 1
    }

在这里插入图片描述
代码：从指定的位置往前找

public static void main(String[] args) {
        String str = "abcdefbcdefg";
        System.out.println(str.lastIndexOf("bcdef",10)); // 6
    }

在这里插入图片描述

返回的是后面往前面的第一个bcdef

在这里插入图片描述
代码：判断是否以xx 开始的

 public static void main(String[] args) {
        String str = "abcdefbcdefg";
        System.out.println(str.startsWith("a")); // true
    }
 public static void main(String[] args) {
        String str = "abcdefbcdefg";
        System.out.println(str.startsWith("acdf")); // false
    }

在这里插入图片描述
代码:从指定位置开始 从b开始判断是不是a开头

 public static void main(String[] args) {
        String str = "abcdefbcdefg";
        System.out.println(str.startsWith("a",1)); // false
    }

在这里插入图片描述

代码：true

public static void main(String[] args) {
            String str = "abcdefbcdefg";
            System.out.println(str.endsWith("efg")); // true
        }

代码：false

 public static void main(String[] args) {
            String str = "abcdefbcdefg";
            System.out.println(str.endsWith("efgc")); // false
        }
6.3 字符串替换

在这里插入图片描述
代码：所以的a 变成z

public static void main(String[] args) {
            String str = "abcdefbcdaaa";
            System.out.println(str.replaceAll("a","z")); // zbcdefbcdzzz
        }

在这里插入图片描述

代码：替换了第一个

public static void main(String[] args) {
            String str = "abcdefbcdaaa";
            System.out.println(str.replaceFirst("a","z")); // zbcdefbcdaaa

        }

注意事项: 由于字符串是不可变对象, 替换不修改当前字符串, 而是产生一个新的字符串

6.4 字符串拆分

在这里插入图片描述
代码：

public static void main(String[] args) {
        String str = "ab abc abcd";
       String[] strings = str.split(" "); //以空格分割
        for (String s:strings) {
            System.out.println(s);
        }
}
结果：
ab
abc
abcd

在这里插入图片描述

代码二：

public static void main(String[] args) {
        String str = "ab abc abcd";
       String[] strings = str.split(" ",2); //以空格分割  最多分2组
        for (String s:strings) {
            System.out.println(s);
        }
    }
    //结果
    ab
    abc abcd

拆分是特别常用的操作. 一定要重点掌握. 另外有些特殊字符作为分割符可能无法正确切分, 需要加上转义

代码示例: 拆分IP地址

String str = "192.168.1.1" ; 
String[] result = str.split("\\.") ; 
for(String s: result) { 
 System.out.println(s); 
}

注意事项:

  1. 字符"|","*","+"都得加上转义字符，前面加上"\".
  2. 而如果是"\"，那么就得写成"\".
  3. 如果一个字符串中有多个分隔符，可以用"|"作为连字符.（代码如下）
public static void main(String[] args) {
        String str = "ab#ab-cab cd";
       String[] strings = str.split("#|-| "); //以空格分割

        for (String s:strings) {
            System.out.println(s);
        }
    }

结果：
在这里插入图片描述

代码示例: 多次拆分

public static void main(String[] args) {
        String str = "name=zhangsan&age=18" ;
        String[] result = str.split("&") ;
        for (int i = 0; i < result.length; i++) {
            String[] temp = result[i].split("=") ;
            System.out.println(temp[0]+" = "+temp[1]);
        }
    }

结果：
在这里插入图片描述

6.5 字符串截取

在这里插入图片描述
代码：从2下标开始截取

public static void main(String[] args) {
        String str = "hello";
        String ret = str.substring(2);
        System.out.println(ret);//llo
    }

在这里插入图片描述

public static void main(String[] args) {
        String str = "hellobit";
        String ret = str.substring(2,4);
        System.out.println(ret);//ll [2,4)表示包含 2 号下标的字符, 不包含 4 号下标
    }

注意事项:

  1. 索引从0开始
  2. 注意前闭后开区间的写法, substring(0, 5) 表示包含 0 号下标的字符, 不包含 5 号下标
6.6 其他操作方法

在这里插入图片描述
代码：不使用的时候

public static void main(String[] args) {
        String str = "  a  hello";
        System.out.println(str);

    }

结果：
在这里插入图片描述

使用的情况：

public static void main(String[] args) {
        String str = "  a  hello";
        System.out.println(str.trim());

    }

结果：去掉了2边的空格 但是不可以去中间的
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
代码：小写转大写

 public static void main(String[] args) {
        String str = "abcde";
        System.out.println(str.toUpperCase());//ABCDE

    }

代码：
在这里插入图片描述

public static void main(String[] args) {
        String str = "ABCDE";
        System.out.println(str.toLowerCase()); //abcde


    }
//都是新对象

在这里插入图片描述
代码：

public static void main(String[] args) {
        String str = "ABCDE";
        System.out.println(str.length()); //5
    }

lenth()!=arr.lenth

在这里插入图片描述

 public static void main(String[] args) {
        String str = "ABCDE";
        String str2 = "";

        System.out.println(str.isEmpty()); //false
        System.out.println(str2.isEmpty()); //true

    }

7. StringBuffer 和 StringBuilder

首先来回顾下String类的特点：

任何的字符串常量都是String对象，而且String的常量一旦声明不可改变，如果改变对象内容，改变的是其引用的指向而已。

通常来讲String的操作比较简单，但是由于String的不可更改特性，为了方便字符串的修改，提供StringBuffer和StringBuilder类。

StringBuffer 和 StringBuilder 大部分功能是相同的，我们文章上主要介绍 StringBuffer
在String中使用"+"来进行字符串连接，但是这个操作在StringBuffer类中需要更改为append()方法：

先来看一下StringBuffer和String的区别

  • 赋值上的区别 StringBuffer不可以直接赋值

在这里插入图片描述

那么需要给它赋值怎么办？
可以直接new一个给它

在这里插入图片描述

  • 拼接上面的不同 StringBuffer没有＋号 append 添加

在这里插入图片描述

结果：
在这里插入图片描述

  • 除了append()方法外，StringBuffer也有一些String类没有的方法

    • 字符串反转：

在这里插入图片描述

深入来看一下 这个代码:

在这里插入图片描述

这个代码我们说不要这样使用：因为这样会产生很多的一个对象，浪费内存

在这里插入图片描述
大家可以看见上面 每次都会new一次对象，这样循环10次了。

我们可以改一下：
在这里插入图片描述

这样就产生了一个new 循环里面没有那么多new了 节约了内存 达到了一样的效果

在这里插入图片描述

有时候说 String是不可变的 StringBuffer是可变的 为什么呢？

因为String拼接都是新对象

StringBuffer每次拼接返回的是当前对象
在这里插入图片描述

而且StringBuffer 和 StringBuilder的区别就是 synchronized 关键字

StringBuffer ：
在这里插入图片描述

StringBuilder:
在这里插入图片描述
那么这个synchronized 关键字是干嘛的呢？？

其实简单说就是保证线程安全的。

所以说 Stringbuffer适合多线程模式下，StringBuilder适合单线程模式下

注意：String和StringBuffer类不能直接转换。如果要想互相转换，可以采用如下原则:

String变为StringBuffer:利用StringBuffer的构造方法或append()方法
在这里插入图片描述

StringBuffer变为String:调用toString()方法

在这里插入图片描述

面试题：请解释String、StringBuffer、StringBuilder的区别:

  • String的内容不可修改，StringBuffer与StringBuilder的内容可以修改.
  • StringBuffer与StringBuilder大部分功能是相似的
  • StringBuffer采用同步处理，属于线程安全操作；而StringBuilder未采用同步处理，属于线程不安全操作

以上就是我们全部内容了，讲的比较详细，当然有什么不对的地方可以指出来，一起进步感谢观看！！！

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本文介绍了C++中`string`类的基本概念及其主要接口。`string`类在C++标准库中扮演着重要角色，它提供了比C语言中字符串处理函数更丰富、安全和便捷的功能。文章详细讲解了`string`类的构造函数、赋值运算符、容量管理接口、元素访问及遍历方法、字符串修改操作、字符串运算接口、常量成员和非成员函数等内容。通过实例演示了如何使用这些接口进行字符串的创建、修改、查找和比较等操作，帮助读者更好地理解和掌握`string`类的应用。
ephemerals__
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Dylaniou
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2月前
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Java
【编程基础知识】(讲解+示例实战)方法参数的传递机制(值传递及地址传递)以及String类的对象的不可变性
本文深入探讨了Java中方法参数的传递机制，包括值传递和引用传递的区别，以及String类对象的不可变性。通过详细讲解和示例代码，帮助读者理解参数传递的内部原理，并掌握在实际编程中正确处理参数传递的方法。关键词：Java, 方法参数传递, 值传递, 引用传递, String不可变性。
Dylaniou
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【编程基础知识】(讲解+示例实战)方法参数的传递机制(值传递及地址传递)以及String类的对象的不可变性
喵手
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2月前
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安全 Java 测试技术
Java零基础-StringBuffer 类详解
【10月更文挑战第9天】Java零基础教学篇，手把手实践教学！
喵手
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杀死一只知更鸟debug
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3月前
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安全 Java
String类-知识回顾①
这篇文章回顾了Java中String类的相关知识点，包括`==`操作符和`equals()`方法的区别、String类对象的不可变性及其好处、String常量池的概念，以及String对象的加法操作。文章通过代码示例详细解释了这些概念，并探讨了使用String常量池时的一些行为。
杀死一只知更鸟debug
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String类-知识回顾①
白子寰
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2月前
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存储 安全 C++
【C++打怪之路Lv8】-- string类
【C++打怪之路Lv8】-- string类
白子寰
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