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Java 中的 String 真的是不可變的嗎

我們都知道 Java 中的 String 類的設計是不可變的,來看下 String 類的原始碼。

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {

    /** The value is used for character storage. */
    private final char value[];

    /** Cache the hash code for the string */
    private int hash; // Default to 0

    // ...
}

可以看出 String 類是 final 型別的,String 不能被繼承。其值 value 也就是對字元陣列的封裝,即 char[],其值被定義成 private final 的,說明不能通過外界修改,即不可變。

String 真的 "不可變 " 嗎?

來看下面這個例子。

String str = "Python";
System.out.println(str); // Python

str = "Java";
System.out.println(str); // Java

str = str.substring(1);
System.out.println(str); // ava

你有可能會問:str 不是由 Python 變成 Java 了嗎?然後通過 substring 方法變成 ava 了嗎?

這其實是初學者的一個誤區,從上面看 String 的結構可以得知字串是由字元陣列構成的,str 只是一個引用而已,第一次引用了 "Python",後面變成了 "Java",而 substring 也是用 Arrays.copyOfRange 方法重新複製字元陣列構造了一個新的字串。

所以說,這裡的字串並不是可變,只是變更了字串引用。

關於 substring 在 JDK 各個版本的差異可以看這篇文章《注意:字串substring方法在jkd6,7,8中的差異》,也可以去看 substring 的各個版本的原始碼。

String 真的真的真的 "不可變 " 嗎?

上面的例子肯定是不可變的,下面這個就尷尬了。

String str = "Hello Python";
System.out.println(str); // Hello Python

Field field = String.class.getDeclaredField("value");
field.setAccessible(true);

char[] value = (char[])field.get(str);
value[6] = 'J';
value[7] = 'a';
value[8] = 'v';
value[9] = 'a';
value[10] = '!';
value[11] = '!';
System.out.println(str); // Hello Java!!

通過反射,我們改變了底層的字元陣列的值,實現了字串的 “不可變” 性,這是一種騷操作,不建議這麼使用,違反了 Java 對 String 類的不可變設計原則,會造成一些安全問題。