最大的 String 字符长度是多少?

简介:

String 类可以说是在 Java 中使用最频繁的类了,就算是刚刚接触 Java 的初学者也不会陌生,因为对于 Java 程序来说,main 方法就是使用一个 String 类型数组来作为参数的(String[] args)。对于这样一个频繁使用的类,String 字符串可以有多长呢?十万字符?一百万字符?还是无限的呢?

要弄清楚 String 的最大长度,首先应该了解 String 类的内部实现。在 String 类中,是使用一个字符数组来维护字符序列的,其声明如下:

private final char value[];

这也就是说,String 的最大长度取决于字符数组的最大长度,我们知道,在指定数组长度的时候,可以使用 byte、short、char、int 类型,而不能够使用 long 类型。这也就是说,数组的最大长度就是 int 类型的最大值,即 0x7fffffff,十进制就是 2147483647,同理,这也就是 String 所能容纳的最大字符数量。

而且,我们来看下 java.lang.String#length() 源码:

public int length() {
    return value.length;
}

可以看出获得 String 对象长度的 length 方法返回值是 int 类型的,而不是 long 类型的,也是因为这个原因。

不过,这个最大值只是在理论上能够达到的值,在我们实际的使用中,一般情况下获得的最大长度比理论值要小。下面我们写一个最简单的程序来看。

/**
 * @author wupx
 * @date 2020/01/13
 */
public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        char[] c = new char[Integer.MAX_VALUE];
    }
}

运行这个程序,在通常情况下,都会产生如下的错误:

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
    at test.StringTest.main(StringTest.java:9)

产生这个错误的原因就是内存溢出,也就是系统无法分配这么大的内存空间所致。计算一下,一个 char 类型占用 2 字节,2147483647 个 char 类型就是 4294967294 字节,这接近于 4GB 大小,想要申请这么一大块连续的内存空间,失败也就不足为奇了。

那么,到底我们所用的计算机能够承受多大的字符数组呢,这跟软件与硬件等诸多因素都有关,我们可以编写程序来获得可申请最大字符数组的近似值。

/**
 * @author wupx
 * @date 2020/01/13
 */
public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            int len = Integer.MAX_VALUE - i;
            try {
                char[] ch = new char[len];
                System.out.println("len: " + len + " OK");
            } catch (Error e) {
                System.out.println("len: " + len + " " + e);
            }
        }
    }
}

运行结果如下:

len: 2147483647 java.lang.OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
len: 2147483646 java.lang.OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
len: 2147483645 OK
len: 2147483644 OK
len: 2147483643 OK

根据运行结果可以看出 String 的最大长度为 Integer.MAX_VALUE - 2 或 2 ^ 31 - 3。

总结

在 String 类内部,是使用一个字符数组(char[])来维护字符序列的。

String 的最大长度也就是字符数组的最大长度,理论上最大长度为 int 类型的最大值,即 2147483647。

在实际中,一般可获取的最大值小于理论最大值,在我的电脑上得出的最大值是 2 ^ 31 - 3,大家可以在自己的电脑上测试下。

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