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如果一个对象它被创建后,状态不能改变,则这个对象被认为是不可变的。
首先需要补充一个容易混淆的知识点:当使用final修饰基本类型
变量时,不能对基本类型变量重新赋值
,因此基本类型变量不能被改变。但对于引用类型变量而言,它保存
的仅仅是一个引用
,final只保证
这个引用变量所引用的地址不会改变
,即一直引用同一个对象,但这个对象完全可以发生改变。例如某个指向数组的final引用,它必须从此至终指向初始化时指向的数组,但是这个数组的内容完全可以改变。
我们来看一下String类的两个主要成员变量,其中value
指向的是一个字符数组
,字符串中的字符就是用这个value变量存储起来的,并且用final修饰
,也就是说value一旦赋予初始值之后,value指向的地址就不能再改变了
。虽然value指向的数组是可以改变的,但是String也没有提供相应的方法让我们去修改value指向的数组的元素。然而在StringBuilder中是提供了修改value指向的数组的元素的方法,这也是StringBuilder的字符串序列可变的原因
。
/** The value is used for character storage. */ private final char value[]; /** Cache the hash code for the string */ private int hash; // Default to 0
有一些看起来String对象可变的幻觉?
String中提供了一些看似可以改变String对象的方法,但实际上它们已经是指向了一个新建的对象。程序例子:
public static void main(String[] args) { String str1 = "hello"; // 打印str1的内存地址 System.out.println("str1的内存地址:" + System.identityHashCode(str1)); String str2 = "world"; str1 += str2; // str1的内存地址已经改变了 System.out.println("执行+=后str1的内存地址:" + System.identityHashCode(str1)); System.out.println("拼接之后str1的值:" + str1); String str3 = "123"; // 创建一个新的对象来保存拼接之后的值 String str4 = str3.concat("456"); // concat操作不会改变原来str3的值 System.out.println("str3的值:" + str3); System.out.println("str4的值:" + str4); String str5 = "ABC"; // replace操作不会改变原来str5的值 String str6 = str5.replace("A", "B"); System.out.println("str5的值:" + str5); System.out.println("str6的值:" + str6); }
运行结果:
str1的内存地址:1922154895执行+=后str1的内存地址:883049899拼接之后str1的值:helloworldstr3的值:123str4的值:123456str5的值:ABCstr6的值:BBC
程序分析:
str1+=str2实际上是执行了str1=(new StringBuilder()).append(str2).toString();前后实际额外产生了一个StringBuilder与一个helloworld的字符串常量。str1执行+=前后内存的示意图如下所示: 上面使用了String类的concat与replace方法,执行这两个操作不会对原来的对象产生影响,他们会返回一个全新的对象。我们可以来看一下这两个方法的源码。concat方法源码:
public String concat(String str) { int otherLen = str.length(); if (otherLen == 0) { return this; } int len = value.length; char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen); str.getChars(buf, len); return new String(buf, true); }
replace方法源码:
public String replace(char oldChar, char newChar) { if (oldChar != newChar) { int len = value.length; int i = -1; char[] val = value; /* avoid getfield opcode */ while (++i < len) { if (val[i] == oldChar) { break; } } if (i < len) { char buf[] = new char[len]; for (int j = 0; j < i; j++) { buf[j] = val[j]; } while (i < len) { char c = val[i]; buf[i] = (c == oldChar) ? newChar : c; i++; } return new String(buf, true); } } return this; }
虽然value是final修饰的,只是说明value不能再重新指向其他的引用。但是value指向的数组可以改变,一般情况下我们是没有办法访问到这个value指向的数组的元素。But,反射,对,反射可以,牛逼吧。可以反射出String对象中的value属性, 进而改变通过获得的value引用改变数组的结构。show you the code!
public static void main(String[] args) throws Exception { String str = "Hello World"; System.out.println("修改前的str:" + str); System.out.println("修改前的str的内存地址" + System.identityHashCode(str)); // 获取String类中的value字段 Field valueField = String.class.getDeclaredField("value"); // 改变value属性的访问权限 valueField.setAccessible(true); // 获取str对象上value属性的值 char[] value = (char[]) valueField.get(str); // 改变value所引用的数组中的字符 value[3] = '?'; System.out.println("修改后的str:" + str); System.out.println("修改前的str的内存地址" + System.identityHashCode(str)); }
运行结果:
修改前的str:Hello World修改前的str的内存地址1922154895修改后的str:Hel?o World修改前的str的内存地址1922154895
可以看到str的字符串序列已经被改变了,但是str的内存地址还是没有改变。有疑问?在下方留言哦。
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