2019Java面试宝典基础篇 -- String类

一、数组有没有 length属性?String 有没有 length() 方法?

数组有length 的属性。String 有 length()方法。JavaScript 中,获得字符串的长度是通过 length 属性得到的,这一点容易和 Java 混淆。

二、String 、StringBuilder 、StringBuffer 的区别?

Java 平台提供了两种类型的字符串: String 和 StringBuffer/StringBuilder,它们都可以储存和操作字符串,区别如下：

1)String 是只读字符串，String类是 final 类,不可以被继承。也就意味着 String 引用的字符串内容是不能被改变的。初学者可能会有这样的误解：

String str = “abc”;
str = “bcd”;

如上,字符串 str 明明是可以改变的呀!其实不然,str 仅仅是一个引用对象,它指向一个字符串对象“abc”。第二行代码的含义是让 str 重新指向了一个新的字符串“bcd”对象,而“abc”对象并没有任何改变,只不过该对象已经成为一个不可及对象罢了。

2)StringBuffer/StringBuilder 表示的字符串对象可以直接进行修改。

3) StringBuilder 是 Java5 中引入的,它和 StringBuffer 的方法完全相同,区别在于它是在单线程环境下使用的,因为它的所有方法都没有被 synchronized 修饰,因此它的效率理论上也比 StringBuffer 要高。

三、什么情况下用“+”运算符进行字符串连接比调用 StringBuffer/StringBuilder对象的 append 方法连接字符串性能更好?

该题来自华为。

字符串是 Java 程序中最常用的数据结构之一。在 Java 中 String 类已经重载了"+"。也就是说,字符串可以直接使用"+"进行连接,如下面代码所示:

String str = "abc" + "edf";

但这样做真的好吗?当然,这个问题不能简单地回答 yes or no。要根据具体情况来定。在 Java 中提供了一个StringBuilder 类(这个类只在 J2SE5 及以上版本提供,以前的版本使用 StringBuffer 类),这个类也可以起到"+"的作用。那么我们应该用哪个呢?

下面让我们先看看如下的代码：

public class TestSimplePlus{
   public static void main(String[] args){
      String s = "abc";
      String ss = "ok" + s + "xyz" + 5;
      System.out.println(ss);
   }
}

上面的代码从表面上看,对字符串和整型使用"+"号并没有什么区别,但事实真的如此吗?下面让我们来看看这段代码的本质。

我们首先使用反编译工具(如 jdk 带的 javap、或 jad)将 TestSimplePlus 反编译成 Java Byte Code,其中的奥秘就一目了然了。在本文将使用 jad 来反编译,命令如下:

jad -o -a -s d.java TestSimplePlus.class

反编译后的代码如下:

读者可能看到上面的 Java 字节码感到迷糊,不过大家不必担心。本文的目的并不是讲解 Java Byte Code,因此，并不用了解具体的字节码的含义。使用 jad 反编译的好处之一就是可以同时生成字节码和源代码。这样可以进行对照研究。从上面的代码很容易看出,虽然在源程序中使用了"+",但在编译时仍然将"+"转换成 StringBuilder。因此,我们可以得出结论,

在 Java 中无论使用何种方式进行字符串连接,实际上都使用的是StringBuilder。

那么是不是可以根据这个结论推出使用"+"和 StringBuilder 的效果是一样的呢?这个要从两个方面的解释。如果从运行结果来解释,那么"+"和 StringBuilder 是完全等效的。但如果从运行效率和资源消耗方面看,那它们将存在很大的区别。当然,如果连接字符串行表达式很简单(如上面的顺序结构),那么"+"和 StringBuilder 基本是一样的,但如果结构比较复杂,如使用循环来连接字符串,那么产生的 Java Byte Code 就会有很大的区别。先让我们看看如下的代码：

String s = "";
Random rand = new Random();
for (int i = 0; i < 10; i++){
  s = s + rand.nextInt(1000) + " ";
}
System.out.println(s);

大家可以看到,虽然编译器将"+"转换成了 StringBuilder,但创建 StringBuilder 对象的位置却在 for 语句内部。这就意味着每执行一次循环,就会创建一个 StringBuilder 对象(对于本例来说,是创建了 10 个 StringBuilder对象),虽然 Java 有垃圾回收器,但这个回收器的工作时间是不定的。如果不断产生这样的垃圾,那么仍然会占用大量的资源。解决这个问题的方法就是在程序中直接使用 StringBuilder 来连接字符串,代码如下:

String s = "";
Random rand = new Random();
for (int i = 0; i < 10; i++){
  result.append(rand.nextInt(1000));
  result.append(" ");
}
System.out.println(s);

从上面的代码可以看出,创建 StringBuilder 的代码被放在了 for 语句外。虽然这样处理在源程序中看起来复杂,但却换来了更高的效率,同时消耗的资源也更少了。在使用 StringBuilder 时要注意,尽量不要"+"和 StringBuilder 混着用,否则会创建更多的 StringBuilder 对象。

StringBuffer 和 StringBuilder 的功能基本一样,只是StringBuffer 是线程安全的,而 StringBuilder 不是线程安全的。因此,StringBuilder 的效率会更高。

四、String、StringBuffer、StringBuilder 的区别?

(1)、可变不可变

String:字符串常量,在修改时不会改变自身;若修改,等于重新生成新的字符串对象。

StringBuffer:在修改时会改变对象自身,每次操作都是对 StringBuffer 对象本身进行修改,不是生成新的对象;使用场景:对字符串经常改变情况下,主要方法:append(),insert()等。

(2)、线程是否安全

String:对象定义后不可变,线程安全。

StringBuffer:是线程安全的(对调用方法加入同步锁),执行效率较慢,适用于多线程下操作字符串缓冲区大量数据。

StringBuilder:是线程不安全的,适用于单线程下操作字符串缓冲区大量数据。

(3)、共同点

StringBuilder 与 StringBuffer 有公共父类 AbstractStringBuilder(抽象类)。

StringBuilder、 StringBuffer 的方法都会调用 AbstractStringBuilder 中的公共方法,如 super.append(...)。

只是 StringBuffer 会在方法上加 synchronized 关键字,进行同步。最后,如果程序不是多线程的,那么使用

StringBuilder 效率高于 StringBuffer。因此,StringBuilder 的效率会更高。

五、请写出下面程序的输出结果

String s1 = "Programming";
String s2 = new String("Programming");
String s3 = "Program"; 
String s4 = "ming"; 
String s5 = "Program" + "ming"; 
String s6 = s3 + s4; 
System.out.println(s1 == s2); //false
System.out.println(s1 == s5); //true
System.out.println(s1 == s6); //false
System.out.println(s1 == s6.intern());//true
System.out.println(s2 == s2.intern());//false

补充:解答上面的面试题需要知道如下两个知识点：

1. String 对象的 intern()方法会得到字符串对象在常量池中对应的版本的引用(如果常量池中有一个字符串与String 对象的 equals 结果是 true),如果常量池中没有对应的字符串,则该字符串将被添加到常量池中,然后返回常量池中字符串的引用;

2. 字符串的+操作其本质是创建了 StringBuilder 对象进行 append 操作,然后将拼接后的 StringBuilder 对象用 toString 方法处理成 String 对象,这一点可以用 javap -c StringEqualTest.class 命令获得 class 文件对应的 JVM 字节码指令就可以看出来。

六、String 是基本数据类型吗?

String 是引用类型，底层用 char 数组实现的。

七、String 类常用方法

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