Java基础4-一文搞懂String常见面试题,从基础到实战,更有原理分析和源码解析!(二)

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简介: Java基础4-一文搞懂String常见面试题,从基础到实战,更有原理分析和源码解析!(二)

Java基础4-一文搞懂String常见面试题,从基础到实战,更有原理分析和源码解析!(一):https://developer.aliyun.com/article/1535629

String为什么不可变?

翻开JDK源码,java.lang.String类起手前三行,是这样写的:

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {   
  /** String本质是个char数组. 而且用final关键字修饰.*/     
private final char value[];  ...  ...
 } 
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首先String类是用final关键字修饰,这说明String不可继承。再看下面,String类的主力成员字段value是个char[]数组,而且是用final修饰的。

final修饰的字段创建以后就不可改变。 有的人以为故事就这样完了,其实没有。因为虽然value是不可变,也只是value这个引用地址不可变。挡不住Array数组是可变的事实。

Array的数据结构看下图。

也就是说Array变量只是stack上的一个引用,数组的本体结构在heap堆。

String类里的value用final修饰,只是说stack里的这个叫value的引用地址不可变。没有说堆里array本身数据不可变。看下面这个例子,

final int[] value={1,2,3} ;
int[] another={4,5,6};
 value=another;    //编译器报错,final不可变 value用final修饰,编译器不允许我把value指向堆区另一个地址。
但如果我直接对数组元素动手,分分钟搞定。

 final int[] value={1,2,3};
 value[2]=100;  //这时候数组里已经是{1,2,100}   所以String是不可变,关键是因为SUN公司的工程师。
 在后面所有String的方法里很小心的没有去动Array里的元素,没有暴露内部成员字段。private final char value[]这一句里,private的私有访问权限的作用都比final大。而且设计师还很小心地把整个String设成final禁止继承,避免被其他人继承后破坏。所以String是不可变的关键都在底层的实现,而不是一个final。考验的是工程师构造数据类型,封装数据的功力。 
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不可变有什么好处?

这个最简单地原因,就是为了安全。看下面这个场景(有评论反应例子不够清楚,现在完整地写出来),一个函数appendStr( )在不可变的String参数后面加上一段“bbb”后返回。appendSb( )负责在可变的StringBuilder后面加“bbb”。

总结以下String的不可变性。

1 首先final修饰的类只保证不能被继承,并且该类的对象在堆内存中的地址不会被改变。

2 但是持有String对象的引用本身是可以改变的,比如他可以指向其他的对象。

3 final修饰的char数组保证了char数组的引用不可变。但是可以通过char[0] = 'a’来修改值。不过String内部并不提供方法来完成这一操作,所以String的不可变也是基于代码封装和访问控制的。

举个例子

final class Fi {
    int a;
    final int b = 0;
    Integer s;

}
final char[]a = {'a'};
final int[]b = {1};
@Test
public void final修饰类() {
    //引用没有被final修饰,所以是可变的。
    //final只修饰了Fi类型,即Fi实例化的对象在堆中内存地址是不可变的。
    //虽然内存地址不可变,但是可以对内部的数据做改变。
    Fi f = new Fi();
    f.a = 1;
    System.out.println(f);
    f.a = 2;
    System.out.println(f);
    //改变实例中的值并不改变内存地址。
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Fi ff = f;
//让引用指向新的Fi对象,原来的f对象由新的引用ff持有。
//引用的指向改变也不会改变原来对象的地址
f = new Fi();
System.out.println(f);
System.out.println(ff);

}
复制代码

这里的对f.a的修改可以理解为char[0] = 'a'这样的操作。只改变数据值,不改变内存值。

String常用工具类

问题描述很多时候我们需要对字符串进行很多固定的操作,而这些操作在JDK/JRE中又没有预置,于是我们想到了apache-commons组件,但是它也不能完全覆盖我们的业务需求,所以很多时候还是要自己写点代码的,下面就是基于apache-commons组件写的部分常用方法:

MAVEN依赖
<dependency>
    <groupId>org.apache.commons</groupId>
    <artifactId>commons-lang3</artifactId>
    <version>${commons-lang3.version}</version>
 </dependency>
复制代码

代码成果

public class StringUtils extends org.apache.commons.lang3.StringUtils {

/** 值为"NULL"的字符串 */
private static final String NULL_STRING = "NULL";

private static final char SEPARATOR = '_';
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/**
 * 满足一下情况返回true<br/>
 * ①.入参为空
 * ②.入参为空字符串
 * ③.入参为"null"字符串
 *
 * @param string 需要判断的字符型
 * @return boolean
 */
public static boolean isNullOrEmptyOrNULLString(String string) {
    return isBlank(string) || NULL_STRING.equalsIgnoreCase(string);
}

/**
 * 把字符串转为二进制码<br/>
 * 本方法不会返回null
 *
 * @param str 需要转换的字符串
 * @return 二进制字节码数组
 */
public static byte[] toBytes(String str) {
    return isBlank(str) ? new byte[]{} : str.getBytes();
}

/**
 * 把字符串转为二进制码<br/>
 * 本方法不会返回null
 *
 * @param str     需要转换的字符串
 * @param charset 编码类型
 * @return 二进制字节码数组
 * @throws UnsupportedEncodingException 字符串转换的时候编码不支持时出现
 */
public static byte[] toBytes(String str, Charset charset) throws UnsupportedEncodingException {
    return isBlank(str) ? new byte[]{} : str.getBytes(charset.displayName());
}

/**
 * 把字符串转为二进制码<br/>
 * 本方法不会返回null
 *
 * @param str     需要转换的字符串
 * @param charset 编码类型
 * @param locale  编码类型对应的地区
 * @return 二进制字节码数组
 * @throws UnsupportedEncodingException 字符串转换的时候编码不支持时出现
 */
public static byte[] toBytes(String str, Charset charset, Locale locale) throws UnsupportedEncodingException {
    return isBlank(str) ? new byte[]{} : str.getBytes(charset.displayName(locale));
}

/**
 * 二进制码转字符串<br/>
 * 本方法不会返回null
 *
 * @param bytes 二进制码
 * @return 字符串
 */
public static String bytesToString(byte[] bytes) {
    return bytes == null || bytes.length == 0 ? EMPTY : new String(bytes);
}

/**
 * 二进制码转字符串<br/>
 * 本方法不会返回null
 *
 * @param bytes   二进制码
 * @param charset 编码集
 * @return 字符串
 * @throws UnsupportedEncodingException 当前二进制码可能不支持传入的编码
 */
public static String byteToString(byte[] bytes, Charset charset) throws UnsupportedEncodingException {
    return bytes == null || bytes.length == 0 ? EMPTY : new String(bytes, charset.displayName());
}

/**
 * 二进制码转字符串<br/>
 * 本方法不会返回null
 *
 * @param bytes   二进制码
 * @param charset 编码集
 * @param locale  本地化
 * @return 字符串
 * @throws UnsupportedEncodingException 当前二进制码可能不支持传入的编码
 */
public static String byteToString(byte[] bytes, Charset charset, Locale locale) throws UnsupportedEncodingException {
    return bytes == null || bytes.length == 0 ? EMPTY : new String(bytes, charset.displayName(locale));
}

/**
 * 把对象转为字符串
 *
 * @param object 需要转化的字符串
 * @return 字符串, 可能为空
 */
public static String parseString(Object object) {
    if (object == null) {
        return null;
    }
    if (object instanceof byte[]) {
        return bytesToString((byte[]) object);
    }
    return object.toString();
}

/**
 * 把字符串转为int类型
 *
 * @param str 需要转化的字符串
 * @return int
 * @throws NumberFormatException 字符串格式不正确时抛出
 */
public static int parseInt(String str) throws NumberFormatException {
    return isBlank(str) ? 0 : Integer.parseInt(str);
}

/**
 * 把字符串转为double类型
 *
 * @param str 需要转化的字符串
 * @return double
 * @throws NumberFormatException 字符串格式不正确时抛出
 */
public static double parseDouble(String str) throws NumberFormatException {
    return isBlank(str) ? 0D : Double.parseDouble(str);
}

/**
 * 把字符串转为long类型
 *
 * @param str 需要转化的字符串
 * @return long
 * @throws NumberFormatException 字符串格式不正确时抛出
 */
public static long parseLong(String str) throws NumberFormatException {
    return isBlank(str) ? 0L : Long.parseLong(str);
}

/**
 * 把字符串转为float类型
 *
 * @param str 需要转化的字符串
 * @return float
 * @throws NumberFormatException 字符串格式不正确时抛出
 */
public static float parseFloat(String str) throws NumberFormatException {
    return isBlank(str) ? 0L : Float.parseFloat(str);
}

/**
 * 获取i18n字符串
 *
 * @param code
 * @param args
 * @return
 */
public static String getI18NMessage(String code, Object[] args) {
    //LocaleResolver localLocaleResolver = (LocaleResolver) SpringContextHolder.getBean(LocaleResolver.class);
    //HttpServletRequest request = ((ServletRequestAttributes)RequestContextHolder.getRequestAttributes()).getRequest();
    //Locale locale = localLocaleResolver.resolveLocale(request);
    //return SpringContextHolder.getApplicationContext().getMessage(code, args, locale);
    return "";
}

/**
 * 获得用户远程地址
 *
 * @param request 请求头
 * @return 用户ip
 */
public static String getRemoteAddr(HttpServletRequest request) {
    String remoteAddr = request.getHeader("X-Real-IP");
    if (isNotBlank(remoteAddr)) {
        remoteAddr = request.getHeader("X-Forwarded-For");
    } else if (isNotBlank(remoteAddr)) {
        remoteAddr = request.getHeader("Proxy-Client-IP");
    } else if (isNotBlank(remoteAddr)) {
        remoteAddr = request.getHeader("WL-Proxy-Client-IP");
    }
    return remoteAddr != null ? remoteAddr : request.getRemoteAddr();
}

/**
 * 驼峰命名法工具
 *
 * @return toCamelCase(" hello_world ") == "helloWorld"
 * toCapitalizeCamelCase("hello_world") == "HelloWorld"
 * toUnderScoreCase("helloWorld") = "hello_world"
 */
public static String toCamelCase(String s, Locale locale, char split) {
    if (isBlank(s)) {
        return "";
    }

    s = s.toLowerCase(locale);

    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    for (char c : s.toCharArray()) {
        sb.append(c == split ? Character.toUpperCase(c) : c);
    }

    return sb.toString();
}

public static String toCamelCase(String s) {
    return toCamelCase(s, Locale.getDefault(), SEPARATOR);
}

public static String toCamelCase(String s, Locale locale) {
    return toCamelCase(s, locale, SEPARATOR);
}

public static String toCamelCase(String s, char split) {
    return toCamelCase(s, Locale.getDefault(), split);
}

public static String toUnderScoreCase(String s, char split) {
    if (isBlank(s)) {
        return "";
    }

    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
        char c = s.charAt(i);
        boolean nextUpperCase = (i < (s.length() - 1)) && Character.isUpperCase(s.charAt(i + 1));
        boolean upperCase = (i > 0) && Character.isUpperCase(c);
        sb.append((!upperCase || !nextUpperCase) ? split : "").append(Character.toLowerCase(c));
    }

    return sb.toString();
}

public static String toUnderScoreCase(String s) {
    return toUnderScoreCase(s, SEPARATOR);
}

/**
 * 把字符串转换为JS获取对象值的三目运算表达式
 *
 * @param objectString 对象串
 *                     例如:入参:row.user.id/返回:!row?'':!row.user?'':!row.user.id?'':row.user.id
 */
public static String toJsGetValueExpression(String objectString) {
    StringBuilder result = new StringBuilder();
    StringBuilder val = new StringBuilder();
    String[] fileds = split(objectString, ".");
    for (int i = 0; i < fileds.length; i++) {
        val.append("." + fileds[i]);
        result.append("!" + (val.substring(1)) + "?'':");
    }
    result.append(val.substring(1));
    return result.toString();
}
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