【高频面试】Java String 面试题总结欢迎指正和补充

迷南。 2024-04-02 04:26 19阅读 0赞

#### 面试：String相关问题总结 ####

#### 目录 ####

*   *   *  面试：String相关问题总结
         *   *  1. String 是否可以被修改
             *  2. String的值不可以被修改，为什么又可以被重新赋值呢，这是否有所矛盾？
             *  3. 直接赋值和new的区别
             *  4. String中equals()和==的区别

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##### 1. String 是否可以被修改 #####

> 这个问题其实有两个关注点：
> 
> 1.  String的实例化对象的引用地址能否被修改
> 2.  String的实例化对象引用的值能否被修改

1.  引用地址能否被修改，答案是可以。见\*\*【2】\*\*。

1.  一个实例化String对象的值能否被修改，答案是不可以。

String设计的初衷就是将其作为常量使用的，一旦将其创建便不能修改它的值。  
在源码中，String内部存储值的属性被final修饰，在初始化后value的引用地址就不能被修改了，而且String内部也并未提供任何可以修改value指定下标处值的任何方法，同时由于String本身也被final修饰，String类无法被继承，因此替换String的某个字符的操作也无法实现。

public final class String
        implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
        
    	private final char value[];
    	private int hash; // Default to 0
    	
    	public String() {
        
            this.value = "".value;
        }
    	
    	public String(String original) {
        
            this.value = original.value;
            this.hash = original.hash;
        }
    }

**延伸话题**：

> Q：那你说说final关键字有什么作用  
> A：final关键字修饰在不同的地方有不同效果：
> 
>  *  【类】类不可继承
>  *  【方法】方法不可重写
>  *  【属性】属性上值不可修改、引用地址不可更换且需赋初值

> Q：final修饰的属性真的不能修改吗  
> A：通过反射可以强制修改，但是由于虚拟机优化，修改可能不会起作用（这一点参考\*\*【3】\*\*）

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##### 2. String的值不可以被修改，为什么又可以被重新赋值呢，这是否有所矛盾？ #####

问题如下所示：

String s = "Apple";
    s = "Mango";

不矛盾。

这里首先要明白一个前提：这里s是一个对象，而"Apple"是另一个对象；由于s没有被final修饰，也就是说它的引用地址是可以改变的。而"Apple"它是一个字符串常量，它才是那个无法被变更的对象。

*  这里的s，实际上就是一个对象，它只是保存了"Apple"这个常量的引用地址，修改s的值为"Mango"时，实际上只是在常量池新建了一个常量"Mango"，同时将s的引用地址指向了"Mango"。
 *  String创建后不可修改，指的是"Apple"这个String常量一旦被创建就不可以被修改了。任何指向它的对象，获取到的值将一直是"Apple"。

![在这里插入图片描述][32ade2d6f60247368eae68a15ce8aae6.png]

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##### 3. 直接赋值和new的区别 #####

如下所示的两条语句有何区别：

String s1 = "Apple";
    String s2 = new String("Mango");

> 思路：
> 
> 1.  直接赋值与new的区别
> 2.  直接赋值的原理
> 3.  new的原理

1.  首先"Apple"和"Mango"在Java中，已经是一个String类的实例对象；而new String()，则是创建一个新的String对象，并复制"Mango"的引用地址给这个新建的对象，这就是二者的显著区别。
2.  直接赋值时，如果**字符串常量池**（string constant pool）里有该字符串，那么引用地址直接指向该字符串常量；没有则在字符串常量池中创建，然后再指向该地址。
3.  new String(s)时，先将传入的字符串参数"Mango"按照直接赋值的方法创建一个对象，然后在堆中创建一个新对象，且这个新对象的引用地址指向的是"Mango"这个对象。官方一般建议不要使用new String的形式创建字符串。

// 在String的单参构造函数中，是使用“=”赋值（即引用传递），相当于当前String对象的value，指向的是original.value。
    // 因此这两个String对象，虽然不是同一个对象，但其内部属性value实际上都是指向"Mango"这个常量。
    public String(String original) {
        
        this.value = original.value;
        this.hash = original.hash;
    }

下图是直接赋值与new赋值时，对象引用的区别：  
![在这里插入图片描述][69a60d673fab4bbd9053b439949bd7ac.png]

下面是关于上述表述的验证：

String mango = "Mango"; // 新建对象mango，引用地址指向常量池的"Mango"，同时"Mango"这个String对象也指向常量池的"Mango"
    String s2 = new String("Mango"); // 新建对象s2 指向一个新对象new String
    String s3 = new String(mango); // 新建对象s3 指向一个新对象new String
    String s4 = mango; // 新建对象s4 指向mango
    // 内存地址即Object.hashCode()，String重写了hashCode方法导致其不能输出原本的内存地址
    System.out.println(System.identityHashCode("Mango"));
    System.out.println(System.identityHashCode(mango));
    System.out.println(System.identityHashCode(s2));
    System.out.println(System.identityHashCode(s3));
    System.out.println(System.identityHashCode(s4));
    System.out.println(mango == "Mango"); // 指向的地址相同
    System.out.println(mango == s2);
    System.out.println(mango == s3);
    System.out.println(mango == s4);
    System.out.println(s2 == s3);

执行结果：  
![在这里插入图片描述][674790bf3a7746988bd9b46f73e4f603.png]

**延伸话题**：

> Q：当上面两种情况都被final修饰时，二者有区别吗？  
> A：直接赋值时，Java虚拟机会对**final**修饰的String变量进行优化，将把这类String对象当成常量对待。而new则不会

情况如下：

public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        
         TestStr testStr = new TestStr();
         System.out.println(testStr.getApple());
         Class<? extends TestStr> aClass = testStr.getClass();
         // 反射修改final apple
         Field apple = aClass.getDeclaredField("apple");
         apple.setAccessible(true);
         apple.set(testStr, "Apple-update");
         System.out.println(testStr.getApple());
         System.out.println(testStr.apple);
     }
     static class TestStr {
        
         final String apple = "Apple";
         // final String apple = new String("Apple");
         public String getApple() {
        
             return apple;
         }
     }

猜一猜结果会输出什么？

![在这里插入图片描述][bc653ec797284e159c50bf94a855be29.png]

可以看到，我们通过反射修改了final修饰的apple字段，但是，最终却输出了被修改之前的值（这里不是因为反射没有生效）。

原因是：apple这个属性和getApple方法都被虚拟机优化了，他们在编译期的时候，apple的值以及调用apple的任意方法，都以固定值被虚拟机写死在源文件上，因此运行时的任意调用实际上都是调用的固定值。如下面的class源文件所示：

![在这里插入图片描述][23b14025a6564e5382ace8d9f406b1b7.png]

如果我们把直接赋值改为new的形式，就会发现，虚拟机停止了对new对象的优化。  
![在这里插入图片描述][ad4e489187204875a43e2d9389c398ef.png]

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##### 4. String中equals()和==的区别 #####

只要注意以下两点的区别还是很容易知道String的equals方法和==判断的不同的：

1.  ==对于基本类型和引用类型的不同作用
    
     *  对于基本类型来说是值比较
     *  对于引用类型来说是引用地址的比较

1.  区分Object.equals与String.equals的区别
    
     *  Object.equals是直接进行的==比较，因此该方法其实就是比较的引用地址是否相等
     *  String.equals则是重写了Object.equals这个方法，在判断引用地址不等后还会单独判断每个字符是否相等。

**源码：**

// Object#equals
    public boolean equals(Object obj) {
        
        return (this == obj);
    }
    // String#equals
    public boolean equals(Object anObject) {
        
        if (this == anObject) {
        
            return true;
        }
        if (anObject instanceof String) {
        
            String anotherString = (String)anObject;
            int n = value.length;
            if (n == anotherString.value.length) {
        
                char v1[] = value;
                char v2[] = anotherString.value;
                int i = 0;
                while (n-- != 0) {
        
                    if (v1[i] != v2[i])
                        return false;
                    i++;
                }
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

[32ade2d6f60247368eae68a15ce8aae6.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/02/09fa2990327c44478fa737b26601b5d3.png
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