Java String類

String的不可變性

Java.lang包下面的的String在平時很常見，我們都知道String是不可變類。簡單說來，不可變類的實例是不能被修改的，每個實例中包含的信息都必須在該實例創建的時候就提供出來，並且在對象的整個生存週期內固定不變。
在String類中，是通過一個不可變的字符數組來存儲對象的字符序列的，final關鍵字使這個變量是不可變的，所以Sting對象的內容也是不可變的。

private final char value[];

很多初學者對於不可變類還是很不能理解，因爲通過下面的代碼，看起來改變了字符串對象s。

public static void main(String[] args) {
        String s = "abc";
        System.out.println(s);
        s = "cde";
        System.out.println(s);
    }

輸出結果爲

abc
cde

其實這是因爲對String對象的創建和存儲機制不瞭解產生的誤解。下面我們來探討String的對象創建和初始化。

String的對象創建和初始化機制

字符串的聲明和初始化主要有以下兩種情況：
（1） 對於String s1=new String(“abc”)語句與String s2=new String(“abc”)語句，存在兩個引用對象s1、s2，兩個內容相同的字符串對象”abc”，它們在內存中的地址是不同的。只要用到new總會生成新的對象。

（2） 對於String s1 = “abc”語句與String s2 = “abc”語句，在JVM中存在着一個字符串池string pool，其中保存着很多String對象，並且可以被共享使用，s1、s2引用的是同一個常量池中的對象。當創建一個字符串常量的時候，例如String s = “abc”，會首先在字符串常量池中查找是否已經有相同的字符串被定義，它的判斷依據是String類equals(Object obj)方法的返回值,也就是判斷是否有相同的字符串序列。如果已經定義，則直接獲取對其的引用，此時不需要創建新的對象，如果沒有定義，則首先創建這個對象，然後把它加入到字符串池中，再將它的引用返回。

例如：

String s1=“abc”; //在常量區裏面存放了一個”abc”字符串對象
String s2=“abc”; //s2引用常量區中的對象，因此不會創建新的對象
String s3=new String(“abc”) //在堆中創建新的對象
String s4=new String(“abc”) //在堆中又創建一個新的對象

回到String對象的不可變特性

public static void main(String[] args) {
        String s = "abc";
        //在常量區中存放一個"abc"字符串對象，並把s指向這個對象
        System.out.println(s);
        s = "cde";
        //在string pool中查找是否存在"dec",不存在則創建這個對象，並把s指向這個對象
        System.out.println(s);
    }

通過上面的分析，我們可以知道，改變的只是s的指向，而“abc”和“cde”這兩個字符串對象並沒有改變，內存中字符串對象如下所示：

執行String s = “abc”後s的指向

執行 s = “cde”後s的指向

改變的只是s的指向，而字符串對象的內容並沒有發生改變。
另外，在進行字符串的對象創建時我們還可能會使用“+”來進行字符串的連接， 如果用+號來實現String的串接時有兩種情況：
1）僅當+號兩邊均爲字符串常量時，纔將其+後的結果當做字符串常量，且該結果直接放入String Pool；
2）若+號兩邊有一方爲變量時，+後的結果即當做非字符串常量處理(等同於new String()的效果)。

改變不可變的String對象

如果我們真的需要去改變String對象，那麼應該怎麼做呢？
這個時候就需要用到java的反射機制了，我們可以通過反射機制去獲取String對象的value數組，並修改value字符數組的相應內容，這樣子字符串對象也會相應的發生改變。代碼如下：

    public static void main(String[] args)  {


        try {
            String s = "abc";
            Field valuefield = String.class.getDeclaredField("value");
            valuefield.setAccessible(true);
            char[] value = (char[]) valuefield.get(s);
            value[1] = '_';
            System.out.println(s);
        } catch (Exception e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }

    }

輸出結果如下：

a_c