技術標籤：java string內容差異對比

作者簡介

王磊

前 360 技術專家，十多年 Java 老兵。

本文選自拉勾專欄：《Java面試真題及原始碼34講》

你好，我是王磊，Java 面試真題及原始碼 34 講專欄作者。前 360 技術專家，10 多年Java老兵，5 年大廠面試官經驗。擁有 10 多年大型系統設計、開發和調優經驗。這篇內容來自我的「Java 面試真題及原始碼 34 講」的 01 講。

幾乎所有的 Java 面試都是以 String 開始的，如果第一個問題沒有回答好，則會給面試官留下非常不好的第一印象，而糟糕的第一印象則會直接影響到自己的面試結果，心理學把這種現象叫做印刻效應。所以對於 String 的知識，我們必須深入的掌握才能為自己贏得更多的籌碼。

本次要討論的問題是：String 是如何實現的？它有哪些重要的方法？

典型回答

以主流的 JDK 版本 1.8 來說，String 內部實際儲存結構為 char 陣列，原始碼如下：

public final class String
  implements java.io.Serializable, Comparable, CharSequence {
  // 用於儲存字串的值
  private final char value[];
  // 快取字串的 hash code
  private int hash; // Default to 0
  // ......其他內容
}

String 原始碼中包含下面幾個重要的方法。

1. 多構造方法

String 字串有以下 4 個重要的構造方法：

// String 為引數的構造方法
public String(String original) {
  this.value = original.value;
  this.hash = original.hash;
}
// char[] 為引數構造方法
public String(char value[]) {
  this.value = Arrays.copyOf(value, value.length);
}
// StringBuffer 為引數的構造方法
public String(StringBuffer buffer) {
  synchronized(buffer) {
 
    this.value = Arrays.copyOf(buffer.getValue(), buffer.length());
  }
}
// StringBuilder 為引數的構造方法
public String(StringBuilder builder) {
  this.value = Arrays.copyOf(builder.getValue(), builder.length());
}

其中，比較容易被我們忽略的是以 StringBuffer 和 StringBuilder 為引數的建構函式，因為這三種資料型別，我們通常都是單獨使用的，所以這個小細節我們需要特別留意一下。

2. equals() 比較兩個字串是否相等

原始碼如下：

public boolean equals(Object anObject) {
  // 物件引用相同直接返回 true
  if (this == anObject) {
    return true;
  }
  // 判斷需要對比的值是否為 String 型別，如果不是則直接返回 false
  if (anObject instanceof String) {
    String anotherString = (String)anObject;
    int n = value.length;
    if (n == anotherString.value.length) {
      // 把兩個字串都轉換為 char 陣列對比
      char v1[] = value;
      char v2[] = anotherString.value;
      int i = 0;
      // 迴圈比對兩個字串的每一個字元
      while (n-- != 0) {
        // 如果其中有一個字元不相等就 true false，否則繼續對比
        if (v1[i] != v2[i])
          return false;
        i++;
      }
      return true;
    }
  }
  return false;
}

String 型別重寫了 Object 中的 equals() 方法，equals() 方法需要傳遞一個 Object 型別的引數值，在比較時會先通過 instanceof 判斷是否為 String 型別，如果不是則會直接返回 false，instanceof 的使用如下：

Object oString = "123";
Object oInt = 123;
System.out.println(oString instanceof String); // 返回 true
System.out.println(oInt instanceof String); // 返回 false

當判斷引數為 String 型別之後，會迴圈對比兩個字串中的每一個字元，當所有字元都相等時返回 true，否則則返回 false。

還有一個和 equals() 比較類似的方法 equalsIgnoreCase()，它是用於忽略字串的大小寫之後進行字串對比。

3. compareTo() 比較兩個字串

compareTo() 方法用於比較兩個字串，返回的結果為 int 型別的值，原始碼如下：

public int compareTo(String anotherString) {
  int len1 = value.length;
  int len2 = anotherString.value.length;
  // 獲取到兩個字串長度最短的那個 int 值
  int lim = Math.min(len1, len2);
  char v1[] = value;
  char v2[] = anotherString.value;
  int k = 0;
  // 對比每一個字元
  while (k < lim) {
    char c1 = v1[k];
    char c2 = v2[k];
    if (c1 != c2) {
      // 有字元不相等就返回差值
      return c1 - c2;
    }
    k++;
  }
  return len1 - len2;
}

從原始碼中可以看出，compareTo() 方法會迴圈對比所有的字元，當兩個字串中有任意一個字元不相同時，則 return char1-char2。比如，兩個字串分別儲存的是 1 和 2，返回的值是 -1；如果儲存的是 1 和 1，則返回的值是 0 ，如果儲存的是 2 和 1，則返回的值是 1。

還有一個和 compareTo() 比較類似的方法 compareToIgnoreCase()，用於忽略大小寫後比較兩個字串。

可以看出 compareTo() 方法和 equals() 方法都是用於比較兩個字串的，但它們有兩點不同：

1.equals() 可以接收一個 Object 型別的引數，而 compareTo() 只能接收一個 String 型別的引數；

2.equals() 返回值為 Boolean，而 compareTo() 的返回值則為 int。

它們都可以用於兩個字串的比較，當 equals() 方法返回 true 時，或者是 compareTo() 方法返回 0 時，則表示兩個字串完全相同。

4. 其他重要方法

• indexOf()：查詢字串首次出現的下標位置

• lastIndexOf()：查詢字串最後出現的下標位置

• contains()：查詢字串中是否包含另一個字串

• toLowerCase()：把字串全部轉換成小寫

• toUpperCase()：把字串全部轉換成大寫

• length()：查詢字串的長度

• trim()：去掉字串首尾空格

• replace()：替換字串中的某些字元

• split()：把字串分割並返回字串陣列

• join()：把字串陣列轉為字串

本課時從 String 的原始碼入手，重點講了 String 的構造方法、equals() 方法和 compareTo() 方法，其中 equals() 重寫了 Object 的 equals() 方法，把引用對比改成了字串值對比。

OK，本次分析就到這裡啦，下一次我將分享“HashMap 底層實現原理是什麼？JDK8 做了哪些優化？”你可以點選閱讀原文，提前檢視後面的內容哦~

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