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問題三:String到底變了沒有?
沒有。因為String被設計成不可變(immutable)類,所以它的所有對象都是不可變對象。請看下列代碼:
String s = "Hello";
s = s + " world!";
s所指向的對象是否改變了呢?從本系列第一篇的結論很容易導出這個結論。我們來看看發生了什么事情。在這段代碼中,s原先指向一個String對象,內容是"Hello",然后我們對s進行了+操作,那么s所指向的那個對象是否發生了改變呢?答案是沒有。這時,s不指向原來那個對象了,而指向了另一個String對象,內容為"Hello world!",原來那個對象還存在于內存之中,只是s這個引用變量不再指向它了。
通過上面的說明,我們很容易導出另一個結論,如果經常對字符串進行各種各樣的修改,或者說,不可預見的修改,那么使用String來代表字符串的話會引起很大的內存開銷。因為String對象建立之后不能再改變,所以對于每一個不同的字符串,都需要一個String對象來表示。這時,應該考慮使用StringBuffer類,它允許修改,而不是每個不同的字符串都要生成一個新的對象。并且,這兩種類的對象轉換十分容易。
同時,我們還可以知道,如果要使用內容相同的字符串,不必每次都new一個String。例如我們要在構造器中對一個名叫s的String引用變量進行初始化,把它設置為初始值,應當這樣做:
public class Demo {
private String s;
...
public Demo {
s = "Initial Value";
}
...
}
而非
s = new String("Initial Value");
后者每次都會調用構造器,生成新對象,性能低下且內存開銷大,并且沒有意義,因為String對象不可改變,所以對于內容相同的字符串,只要一個String對象來表示就可以了。也就說,多次調用上面的構造器創建多個對象,他們的String類型屬性s都指向同一個對象。
上面的結論還基于這樣一個事實:對于字符串常量,如果內容相同,Java認為它們代表同一個String對象。而用關鍵字new調用構造器,總是會創建一個新的對象,無論內容是否相同。
至于為什么要把String類設計成不可變類,是它的用途決定的。其實不只String,很多Java標準類庫中的類都是不可變的。在開發一個系統的時候,我們有時候也需要設計不可變類,來傳遞一組相關的值,這也是面向對象思想的體現。不可變類有一些優點,比如因為它的對象是只讀的,所以多線程并發訪問也不會有任何問題。當然也有一些缺點,比如每個不同的狀態都要一個對象來代表,可能會造成性能上的問題。所以Java標準類庫還提供了一個可變版本,即StringBuffer。
問題四:final關鍵字到底修飾了什么?
final使得被修飾的變量"不變",但是由于對象型變量的本質是“引用”,使得“不變”也有了兩種含義:引用本身的不變,和引用指向的對象不變。
引用本身的不變:
final StringBuffer a=new StringBuffer("immutable");
final StringBuffer b=new StringBuffer("not immutable");
a=b;//編譯期錯誤
引用指向的對象不變:
final StringBuffer a=new StringBuffer("immutable");
a.append(" broken!"); //編譯通過
可見,final只對引用的“值”(也即它所指向的那個對象的內存地址)有效,它迫使引用只能指向初始指向的那個對象,改變它的指向會導致編譯期錯誤。至于它所指向的對象的變化,final是不負責的。這很類似==操作符:==操作符只負責引用的“值”相等,至于這個地址所指向的對象內容是否相等,==操作符是不管的。
理解final問題有很重要的含義。許多程序漏洞都基于此----final只能保證引用永遠指向固定對象,不能保證那個對象的狀態不變。在多線程的操作中,一個對象會被多個線程共享或修改,一個線程對對象無意識的修改可能會導致另一個使用此對象的線程崩潰。一個錯誤的解決方法就是在此對象新建的時候把它聲明為final,意圖使得它“永遠不變”。其實那是徒勞的。
問題五:到底要怎么樣初始化!
本問題討論變量的初始化,所以先來看一下Java中有哪些種類的變量。
1. 類的屬性,或者叫值域
2. 方法里的局部變量
3. 方法的參數
對于第一種變量,Java虛擬機會自動進行初始化。如果給出了初始值,則初始化為該初始值。如果沒有給出,則把它初始化為該類型變量的默認初始值。
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