第九章《字符串》第3节：String类对象的存储方式

大多数情况下，程序员都会用String类对象表示一个字符串。虚拟机在存储String类对象时会创建一个常量池，把符合条件的对象都存储到常量池中。所谓常量池是指一块用于保存对象的内存区域，这个区域中存储的对象可以被反复利用。这就如同把使用过的工具存放到工具箱，当下次使用工具的时候直接从工具箱中取出就可以，不需要重新创造一个工具。

当程序刚启动时，常量池中没有任何对象，在程序的执行过程中，虚拟机会把程序中出现的字符串常量放入常量池中，而那些不是字符串常量的String类对象则不会被保存到常量池中，例如：

Scanner sc = new Scanner(System.in);
String s1 = "abc";//①
"xyz".charAt(2);//②
String s2 = sc.nextLine();//③

在这段代码中，出现了两个字符串常量，分别是语句①中的“abc”和语句②中的“xyz”。前文讲过：一个字符串常量就是一个String类对象，因此“abc”和“xyz”都是String类对象，它们以字符串常量的形式出现，所以都会被存放到常量池中。而语句③中的s2虽然也是String类对象，但它是用户从控制台上输入的字符串，不是字符串常量，所以s2不会被存放到常量池中。常量池中的字符串不会出现重复，所以如果常量池中已经有了字符串“abc”，即使程序中再次出现了“abc”，虚拟机也不会在常量池中再次创建一个一模一样的“abc”字符串。

如果一个字符串的值能够在编译阶段就能够确定下来，那么这个字符串也会被加入到常量池中，请看下面的代码：

String s = "abc" + "xyz";

在这段代码中，字符串s是由“abc”和“xyz”这两个字符串常量组成的，因此“abc”和“xyz”这两个字符串都会被加入到常量池中。而由“abc”和“xyz”拼接而成的字符串“abcxyz”也会被加入到常量池中。这是因为字符串常量“abc”和“xyz”的拼接结果只能是“abcxyz”，这个拼接结果在编译阶段就能确定。

如果字符串在拼接过程中出现了引用，只要引用指向的是一个字符串常量，并且在引用前面添加了final关键字，那么这个拼接出来的字符串也会被加入到常量池中，例如：

final String s1 = "abc";
final String s2 = "xyz";
String s  = s1 + s2;

在这段代码中，字符串s是通过引用s1和s2拼接而成，s1和s2都指向了字符串常量，并且这两个引用前面都添加了final关键字，这样的话s1和s2拼接而成的字符串“abcxyz”也会被加入到常量池中。s1和s2拼接成的字符串之所以会被加入常量池，是因为String类是不可变类，所以s1和s2所指向的字符串的值不会发生改变，而s1和s2的前面又添加了final关键字，这使得s1和s2的指向也不会发生改变，以上两个条件保证了s1和s2的拼接结果在编译阶段就能够被确定下来，所以这个拼接结果会被加入常量池。

如果是通过String类的构造方法去创建字符串对象，那么每次调用构造方法都会创建出一个新的字符串对象，并且创建出来的字符串对象不属于字符串常量，这个对象自然也不会被加入常量池。例如：

String s = new String(new char[]{'a','b','c'}) ;

在这条语句中，字符串s是通过构造方法创建出来的，所以它不是字符串常量，也不会被加入常量池中。但如果在创建对象时以字符串常量作为构造方法的参数，就会导致有时候用一条语句却能创建出两个字符串对象的现象，例如：

String s = new String("abc");

在这条语句中，使用new关键字创建了字符串对象s，s不是字符串常量，而创建字符串s时使用的参数“abc”却是一个字符串常量，这个字符串常量也是被虚拟机所创建出的字符串对象，并且这个对象与s不是同一个对象。因此，这条语句就会一次性创建两个字符串对象，字符串常量“abc”会被存放在常量池中，字符串s则被存放在常量池之外。

前文讲过：常量池中任意两个字符串的值都不相等，也就是说，如果常量池中已经有了一个值为“abc”的字符串，就不会出现第二个值为“abc”的字符串，因此以下代码会不创建出4个字符串对象：

String s1 = new String("abc");
String s2 = new String("abc");

代码中的这两条语句只能创建出3个字符串对象，它们分别是s1、s2以及字符串常量“abc”，由于常量池中不会出现两个值想相同的字符串对象，所以代码中的两个字符串常量“abc”实际上是同一个对象。

如果一个字符串对象不在常量池中，并且这个字符串的值在常量池中没有出现过，那么使用intern()方法可以把这个字符串对象加入到常量池中。例如：

String s = new String(new char[]{'a','b','c'}) ;

这条语句中字符串对象s是通过new关键字创建出来的，所以s不在常量池中，如果常量池中不存在值为“abc”的字符串对象，那么执行了“s.intern();”之后，s就会出现在常量池中。

本小节重点讲解了常量池的概念和原理，下面的【例09_15】能够帮助读者深刻理解哪些字符串会被存入常量池中。

【例09_15 字符串比较】

Exam09_15.java

public class Exam09_15 {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "abc";
        String s2 = "abc";
        final String s3 = "abc";
        String s4 = new String("abc");
        String s5 = new String("abc");
        String s6 = "xyz";
        final String s7 = "xyz";
        String s8 = "abc"+"xyz";
        String s9 = "ab"+"cxyz";
        String s10 = new String(new char[] {'h','e','l','l','o'});
        String s11 = new String(new char[] {'h','e','l','l','o'});
        s10.intern();
        s11.intern();
        System.out.println(s1==s2);//①true
        System.out.println(s1==s4);//②false
        System.out.println(s4==s5);//③false
        System.out.println(s8=="abcxyz");//④true
        System.out.println(s8==s9);//⑤true
        System.out.println(s1+s6=="abcxyz");//⑥false
        System.out.println(s3+s7=="abcxyz");//⑦true
        System.out.println(s10=="hello");//⑧true
        System.out.println(s11=="hello");//⑨false
    }
}

【例09_15】对多个字符串进行了比较操作，通过比较结果就能看出哪些字符串被加入到常量池中。为方便读者阅读程序，本例的代码中直接以注释的形式把比较结果标注到了语句的后面。下面就逐条分析这些比较结果都能证明哪些结论。

语句①用==对两个字符串常量“abc”做比较，比较结果为true。这证明值相同的字符串常量都是同一个对象，并且它们都会被加入常量池中。

前文讲过：字符串常量一定会被加入到常量池中，这就可以推导出：如果一个字符串对象与一个字符串常量用==进行比较的结果为true，就说明这个字符串对象与字符串常量是同一个对象，进而说明这个字符串对象一定在常量池中。根据“常量池中不会出现值相同的字符串”能推导出：如果一个字符串对象的值与一个字符串常量的值相同，但这个字符串对象与字符串常量用==进行比较的结果为false，那么这个字符串对象一定不在常量池中。

语句②用一个字符串常量s1和一个用构造方法创建出的字符串对象s4做比较，虽然s1和s4的值相同，但比较结果为false，这就充分证明用构造方法创建出的字符串对象一定不在常量池中，

语句③用两个用构造方法创建出的字符串做比较，比较结果为false。这证明每次使用构造方法都会创建出一个新的字符串对象，虽然它们的值完全相同，但它们却是两个不同的对象。

语句④用s8和字符串常量“abcxyz”做比较，比较结果为true。s8是一个由字符串常量拼接而成的字符串，它的值在编译阶段就能被确定。比较结果为true就能证明编译阶段就能确定值的拼接字符串也会被加入常量池中。

语句⑤用s8和s9做比较，比较结果为true。虽然这两个字符串都是由字符串常量拼接而成，但s8由“abc”和“xyz”，而s9由“ab”和“cxyz”拼接而成，比较结果为true就能证明即使用不同的字符串常量进行拼接，只要拼接结果相同，并且这个拼接结果在编译阶段就能确定，那么拼接起来的字符串都是同一个对象，这个对象也会被加入到常量池中。

语句⑥用拼接而成的字符串与字符串常量“abcxyz”做比较，比较结果为false。这个比较结果证明：如果在拼接过程中出现了引用，每个引用虽然也都指向了字符串常量，但引用前面没有加final关键字，那么通过引用拼接起来的字符串不会被加入到常量池中。

语句⑦是语句⑥的反例，虽然也是由拼接而成的字符串与字符串常量“abcxyz”做比较，但比较结果为true，这证明如果在拼接过程中出现了引用，每个引用都指向了字符串常量，并且引用前面添加了final关键字，那么通过引用拼接起来的字符串就能在编译阶段把值确定下来，而这个拼接而成的字符串也一定会被加入到常量池中。

语句⑧用一个字符串对象与字符串常量“hello”做比较，比较结果为true。这个比较结果证明如果常量池中没有出现值相同的字符串，那么一个用构造方法创建出的字符串对象在调用了intern()方法后会被加入常量池。

语句⑨与语句⑧本质上是相同的，但比较结果为false。这是因为s10在执行了intern()方法后，常量池中已经有了值为“hello”的字符串，那么s11这个值为“hello”的字符串就不会被重复加入到常量池中。

【例09_15】通过实际的运行结果证明了哪些字符串会被加入常量池中，各位读者需仔细体会字符串被加入常量池的各种条件。通过这个示例也可以看出：常量池中的字符串不会重复，并且可以反复使用，因此最大程度的节约了存储空间。因此各位读者在创建对象时要尽量使用字符串常量赋值的方式创建，而不是使用构造方法创建。

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