小议 String 类

Posted on 2009-06-09 01:09 飘摇 阅读(143) 评论(0)  编辑  收藏 所属分类: Java 核心技术
String 是java中一个特殊的类,不可以被继承,而它的声明也是很特殊的,他内部有一个Stringpool池用来存贮string对象。下面就通过例子来说明它的生成过程。
    String是一个特殊的包装类数据。可以用:

  String str = new String("abc");

  String str = "abc";

  两种的形式来创建,第一种是用new()来新建对象的,它会在存放于堆中。每调用一次就会创建一个新的对象。

  而第二种是先在栈中创建一个对String类的对象引用变量str,然后查找栈中有没有存放"abc",如果没有,则将"abc"存放进栈,并令str指向”abc”,如果已经有”abc”则直接令str指向“abc”。

  比较类里面的数值是否相等时,用equals()方法;当测试两个包装类的引用是否指向同一个对象时,用,下面用例子说明上面的理论。

  Stringstr1="abc";

  Stringstr2="abc";

  System.out.println(str1str2);//true

  可以看出str1和str2是指向同一个对象的。

  Stringstr1=newString("abc");

  Stringstr2=newString("abc");

  System.out.println(str1str2);//false

  用new的方式是生成不同的对象。每一次生成一个。

  因此用第一种方式创建多个”abc”字符串,在内存中其实只存在一个对象而已.这种写法有利与节省内存空间.同时它可以在一定程度上提高程序的运行速度,因为JVM会自动根据栈中数据的实际情况来决定是否有必要创建新对象。而对于Stringstr=newString("abc");的代码,则一概在堆中创建新对象,而不管其字符串值是否相等,是否有必要创建新对象,从而加重了程序的负担。

  另一方面, 要注意: 我们在使用诸如String str="abc";的格式定义类时,总是想当然地认为,创建了String类的对象str。担心陷阱!对象可能并没有被创建!而可能只是指向一个先前已经创建的对象。只有通过new()方法才能保证每次都创建一个新的对象。

  由于String类的immutable性质,当String变量需要经常变换其值时,应该考虑使用StringBuffer类,以提高程序效率。

  2.2申请后系统的响应

  栈:只要栈的剩余空间大于所申请空间,系统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出。

  堆:首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表,当系统收到程序的申请时,会遍历该链表,寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序,另外,对于大多数系统,会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小,这样,代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外,由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小,系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。

  2.3申请大小的限制

  栈:在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,在WINDOWS下,栈的大小是2M(也可能是1M,它是一个编译时就确定的常数),如果申请的空间超过栈的剩余空间时,将提示overflow。因此,能从栈获得的空间较小。

  堆:堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的,自然是不连续的,而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见,堆获得的空间比较灵活,也比较大。

  2.4申请效率的比较:

  栈由系统自动分配,速度较快。但程序员是无法控制的。

  堆是由new分配的内存,一般速度比较慢,而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便.

  另外,在WINDOWS下,最好的方式是用VirtualAlloc分配内存,他不是在堆,也不是在栈是直接在进程的地址空间中保留一快内存,虽然用起来最不方便。但是速度快,也最灵活。

  2.5堆和栈中的存储内容

  栈:在函数调用时,第一个进栈的是主函数中后的下一条指令(函数调用语句的下一条可执行语句)的地址,然后是函数的各个参数,在大多数的C编译器中,参数是由右往左入栈的,然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。

  当本次函数调用结束后,局部变量先出栈,然后是参数,最后栈顶指针指向最开始存的地址,也就是主函数中的下一条指令,程序由该点继续运行。

  堆:一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容有程序员安排。

  2.6存取效率的比较

  char s1 = "aaaaaaaaaaaaaaa";

  char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";

  aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的;

  而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的;

  但是,在以后的存取中,在栈上的数组比指针所指向的字符串(例如堆)快。

  比如:

  voidmain()

  chara=1;

  charc="90";

  char*p="90";

  a=c[1];

  a=p[1];

  return;

  对应的汇编代码

  10:a=c[1];

  004010678A4DF1movcl,byteptr[ebp-0Fh]

  0040106A884DFCmovbyteptr[ebp-4],cl

  11:a=p[1];

  0040106D8B55ECmovedx,dwordptr[ebp-14h]

  004010708A4201moval,byteptr[edx+1]

  004010738845FCmovbyteptr[ebp-4],al

  第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中,而第二种则要先把指针值读到edx中,在根据

  edx读取字符,显然慢了。

  2.7小结:

  堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出:

  使用栈就象我们去饭馆里吃饭,只管点菜(发出申请)、付钱、和吃(使用),吃饱了就走,不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作,他的好处是快捷,但是自由度小。

  使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴,比较麻烦,但是比较符合自己的口味,而且自由度大。


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