面試話癆（二）C：JAVA String，別以為你穿個馬甲我就不認識你了
面試話癆系列是從技術廣度的角度去回答面試官提的問題，適合萌新觀看！
面試官，別再問我火箭怎麼造了，我知道螺絲的四種擰法，你想聽嗎？
String相關的題目，是面試中經常考察的點，當面試中遇到了String相關的問題，我們可以這麼聊：
一：String底層結構
從底層結構上來說，jdk1.8的String，底層是char[]。我在工作中幾乎很少用到char[]，因為List太好用了，我寧願用List<Character>也不想用char[]，因為以前學C時體會過用char[]的痛苦，長度必須事先設定好，也沒有豐富的API去處理資料。所以剛開始用java時，覺得String這個類簡直太好用了（直視面試官的眼睛，露出有點不好意思的笑）。後來才知道，原來是原始碼在替我們負重前行。
比如我們都知道String的拼接，大部分情況下都是新建一個空間（這裡可以用稍微緩慢不確定的語氣說這句話，稍有心的面試官就會問你什麼情況下不會新建空間，你就可以回答：1.連續相加時jdk會自動優化成一次空間的新建，2.兩個字串常量相加的值如果是已經存在的字串常量，那麼會直接指向這個已存在的字元常量），新建的原因就是因為底層是一個char[]，無法直接擴容。而新建空間的花費很多，所以對於有多次拼接需求的情況，我會酌情選擇StringBuffer和StringBuilder，主要是看是否存在多執行緒的情況，存在的話就用StringBuffer(執行緒安全的方式，涉及的知識點很多，可以專門寫一章，先留個傳送門：面試話癆（三）我會鎖的三種配法，您配嗎？)。
另外，我有次看jdk11裡面String的底層已經變成了byte[]，順手查了一下，說是用byte[]存的話，可以減少大概一半的記憶體佔用，再具體的怎麼實現怎麼優化的沒太仔細瞭解。（對於自己不太懂的知識，介紹完自己懂得部分以後，一定要接一句：再往下自己就不清楚了之類的話。這樣面試官就不會再接著問你這個問題）。
題外話：字元之間可以直接使用‘+’和‘-’運算子，實際計算的是字元對應的ASCII碼的位置的加減，如 ‘1’ - ‘0’ = （int）1，用這個方法可以快速的完成char到int的強轉，很多String類的題目都需要用到這個方法。
二：final修飾符
因為char[]本身就是一個不能擴容的陣列，所以用不可變的常量去修飾字符串就很適合。另外，final的特性也能為String帶來很多的好處：
1. 安全方面來說，密碼、個人資訊等基本都是以String為載體來進行儲存的，final修飾的String類不可以被繼承，建立的物件也不可以被改變，可以保證關鍵資料的安全性。
2. 效能方面來說，final修飾後，String就被放入了常量池，常量池中有專門的字串常量池，JVM可以將多個一樣的String指向同一個地址，其中有任意一個String改變時，因為final的特性都會去重新建一個地址（或者指向另外一個值恰好相同的地址），不會影響原來的值；另外，String的不可變性讓它的hashcode是固定的，可以被快取的，用來做Map的key運算更快捷；還有，final修飾後，也不會存在多執行緒安全的問題。
（本來想接著說一下常量的，但是一想到常量，腦子裡就蹦出了方法區，堆，棧，JDK版本更替、GC方式，類載入，JVM記憶體模型，Java記憶體模型，可見性，volatile，自旋鎖，太多了。先留個坑吧。面試話癆（四）常量在哪裡呀，常量在哪裡）。
與final長得像的，還有finally和finalize。finally就是跟在try或者catch後面的一個關鍵字，以前我們學的是，try之後必定會執行finally，但其實這個是有前提的，就是程式不崩潰或者不被強制結束，try中加一句 System.exit(0); ，finally就不會被執行。
至於finalize，這個方法幾乎沒人用了，它是Object類中就自帶的方法，學名解構函式，聽說是在java剛出生時，為了迎合C程式設計人員的習慣新增的方法。在物件快要被回收時呼叫且只會被呼叫一次。如果finalize中的程式碼將另外一個指標指向了該物件，那麼JVM就會放棄該物件的回收。等到下一次該物件又不可達了，JVM就會直接回收，不會再呼叫finalize方法。因此方法存在不確定性，很少被使用。
三：equals
在Obejct中，equals和==是一樣的，都是直接比較資料的存放地址是否一致，而在String中，equals方法被重寫成三個步驟的判斷。
HashMap中的equals大致也是使用了這三個步驟的判斷：地址是否相等 --> size是否相等 --> 每一個key是否有equals的key，對應的value是否equals。
不同的類對於equals的實現方式不一樣，但他們都遵循若hashcode不相等，則equals也不相等的原則。這樣做的目的主要是為了讓Hash類集合插入值時的重複判定更合理：
試想一下，假設兩個身份證物件的hashcode不相等，equals卻相等，那麼兩個相同身份證資訊就會被放入HashSet中了！這會對我們的編碼造成很大的困擾，所以對於需要被用於Hash的key值的物件（HashSet的值插入相當於是將值放入了key中，再插入了一個固定value值的HashMap），我們需要滿足若hashcode不相等，則equals也不相等的原則。
HashSet中的元素重複判定，優先判定hashcode的原因是：hashcode通過與HashSet的大小取餘以後，可以快速的定位到可能相等的元素的位置，這時再對該位置上存在的元素的進行equals就行，只要hash分佈的足夠均勻，該操作的時間複雜度就接近於O(1)，而若去掉hashcode定址，直接使用equals對n個數進行對比的話，時間複雜度就是O(n)。
說到這裡還可以提一個經常被問到的問題，HashMap的查詢時間複雜度是多少？
如我上面的分析一樣，時間複雜度是接近於O(1)的，當然也會有O(n)的情況。比如新建了一個類，hashcode值全部返回1，這樣所有的值都會接到一個連結串列上，陣列+連結串列的結構就退化成純連結串列，時間複雜度就變成了O(n)。jdk1.8以後，連結串列長度超過8，並且陣列長度大於64時，連結串列會變成紅黑樹，紅黑樹的遍歷時間複雜度為O(log(n))。（紅黑樹、B樹、索引、資料庫、圖、廣度搜索、深度搜索相關的資料結構及演算法後面再說。面試話癆（N）還沒有頭緒不知道什麼時間寫）。
最後，送大家一道我特別喜歡的面試題。
請將一段字串轉換成整數，不要使用parseInt。
public int MyParseInt(String str) throws Exception{
/*
1.資料校驗
（不管面試過程中遇到什麼題，都可以先優雅的寫下
//1.資料校驗
然後胸有成竹的寫一些有的沒的校驗，寫的過程中再想後面應該怎麼寫。
寫註釋+周全的校驗是寫程式碼的基本素養）
*/
String errMsg = check(str);
if (errMsg != null) {
throw new Exception(errMsg);
}
char[] c = str.toCharArray();
int result = 0;
for (int i = 0; i < c.length; i++) {
result = result * 10 + (c[i] - '0');
}
return result;
}
/**
*
* @param str 待校驗的資料
* @return 錯誤資訊，沒有錯誤時返回null
*/
private String check(String str) {
if (str == null) {
return "輸入不能為空！";
}
/*
很少有人能一遍寫出不用除錯沒有bug的程式碼，更別說在面試那麼緊張的氣氛中了
所以，在寫完能夠基本實現題目要求的程式碼以後，最好能想下程式碼中不足的地方，然後坦誠的告訴面試官：
這個程式碼還有需要改進的地方，比如可以新增對 負號、正號、小數點的支援，比如沒有校驗int的閥值，
如果是工作中遇到，我肯定能解決這些問題。
*/
if (str.replaceAll("[0-9]","").length() > 0){
return "包含非法字元";
}
return null;
}
本章中提到的一些面試回答技巧這裡再寫一下，我個人覺得挺有用的：
1、 對於自己擅長的問題，可以在問題中留下一些點，吸引面試官繼續提問。
2、 對於自己不擅長的問題，回答完自己會的部分以後，可以直接說再往下自己就不懂了，不要不懂裝懂，讓面試官繼續問下去後再回答不知道。
3、 如果面試官已經問了你不知道的問題，儘量從效能和安全方面，說出一個答案。直接先坦誠的告訴面試官你不知道，只是根據個人經驗這個應該是這樣的，因為這樣對於安全/效能的優點是xxx。
目錄如下：
面試話癆（一）讓我們來熱切的討論這個養豬場吧
面試話癆（二）C：JAVA String，別以為你穿個馬甲我就不認識你了