Think In Java 13章 字符串 & 16章 數組

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最簡單的例子說起

數組

粗糙數組

數組中構成矩陣的每個向量都可以具有任意的長度

 int[][] array = new int[][]{
        new int[]{1, 2, 3},
        new int[]{1, 2}
 };
 System.out.println(Arrays.deepToString(array));//輸出 [[1, 2, 3], [1, 2]]
 System.out.println(array[1][2]);// java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 2

基礎

  • 新生成一個數組,其中所有引用被自動初始化為null,基本類型被初始化為0(boolean是false)

Arrays

方法 說明
equals() 比較兩個數字是否相等
deepEquals() 用于多維數組比較
fill() 填充數組
sort() 數組排序
binarySearch() 在已經排序的數組中查找元素
toString 產生數組的String表示
hashCode() 產生數組的散列碼
asList() 接受任意的序列或數組作為其參數,并轉換為List容器

數組與泛型

通常,數組與泛型不能很好結合,你不能實例化具有參數化類型的數組。Peel<Banana>[] peels = new Peel<>[10]不合法,擦除會移除參數類型信息,而數組必須知道它們所持有的確切類型,以強制保證類型安全。

類型擦除

Class c1 = new ArrayList<Integer>().getClass();
Class c2 = new ArrayList<String>().getClass();
System.out.println(c1 == c2); //Output: true

參數化方法

private <T> Class get(T data){
        return data.getClass();
}

參數化類

public class Container<K, V> {
    private K key;
    private V value;

    public Container(K k, V v) {
        key = k;
        value = v;
    }
}

泛型自動打包拆包

HashMap<String,Integer> map = new HashMap<>();
map.put("one",1);  //  int ---> Integer
int value = map.get("one"); // Integer ---> int

通過反編譯查看實現

public class Main {
  public Main();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: new           #2                  // class java/util/HashMap
       3: dup
       4: invokespecial #3                  // Method java/util/HashMap."<init>":()V
       7: astore_1
       8: aload_1
       9: ldc           #4                  // String one
      11: iconst_1
      12: invokestatic  #5                  // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;[打包]
      15: invokevirtual #6                  // Method java/util/HashMap.put:(Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Object;)Ljava/
lang/Object;
      18: pop
      19: aload_1
      20: ldc           #4                  // String one
      22: invokevirtual #7                  // Method java/util/HashMap.get:(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;
      25: checkcast     #8                  // class java/lang/Integer
      28: invokevirtual #9                  // Method java/lang/Integer.intValue:()I [拆包]
      31: istore_2
      32: return
}

字符串

String對象不可變

任意的包含改變String的方法其實都是重新生成對象

//String.java
public String substring(int beginIndex, int endIndex) {
        if (beginIndex < 0) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);
        }
        if (endIndex > value.length) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex);
        }
        int subLen = endIndex - beginIndex;
        if (subLen < 0) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(subLen);
        }
        return ((beginIndex == 0) && (endIndex == value.length)) ? this
                : new String(value, beginIndex, subLen);
}

"+"重載原理

String result1 = "AAA" + "BBB";
String result2 = "AAABBB";

上面的result1==result2.
通過反編譯可得

public static void main(java.lang.String[]);
  Code:
     0: ldc           #2                  // String AAABBB
     2: astore_1
     3: ldc           #2                  // String AAABBB
     5: astore_2
     6: return

java編譯器對它進行了優化.

public static void main(String[] args) {
       String result1 = new String("AAA");
       String result2 = result1+"BBB";
}
  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: new           #2                  // class java/lang/String
       3: dup
       4: ldc           #3                  // String AAA
       6: invokespecial #4                  // Method java/lang/String."<init>":(Ljava/lang/String;)V
       9: astore_1
      10: new           #5                  // class java/lang/StringBuilder
      13: dup
      14: invokespecial #6                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
      17: aload_1
      18: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.append(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
      21: ldc           #8                  // String BBB
      23: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.append(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
      26: invokevirtual #9                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
      29: astore_2
      30: return
}

由上可以看出"+"的實現是利用StringBuilderappend()實現

for(int i = 0; i < fields.length; i++) {
            result += fields[i];
}

根據上面的原理知道這里的+=會生成臨時StringBuilderN多個,會造成不必要的消耗,這時應主動用StringBuilder

StringBuilder result = new StringBuilder();
for(int i = 0; i < fields.length; i++) {
    result.append(fields[i]);
}
return result.toString();

StringBuilder & StringBuffer

StringBuffer是線程安全的,速度慢些;StringBuilder是線程不安全的,但是速度快些;

性能: StringBuilder > StringBuffer > String

字符格式化

  • System.out.println("%d %f", x, y);
  • System.out.printf("%d %f", x, y);
  • java.util.Formatter
  • String.format("%d %f", x, y);

正則表達式

符號 說明 符號 說明 符號 說明
^ 一行的起始 \W 非字母數字 \w 字母數字
$ 一行的末尾 \D 非數字 \d 數字
+ >=1 ? 0或1次 * 任意次
. 非換行任意字符 [^x] 非X字符的任意字符 \S 任意非空白符字符

補充

Java中的String內存分析

棧(Stack) :存放基本類型的變量數據和對象的引用,但對象本身不存放在棧中,而是存放在堆(new 出來的對象)或者常量池中(字符串常量對象存放在常量池中)
堆(heap):存放所有new出來的對象和數組。
常量池(constant pool):在堆中分配出來的一塊存儲區域,存放儲顯式的String常量和基本類型常量(float、int等)。另外,可以存儲不經常改變的東西(public static final)。常量池中的數據可以共享。
靜態存儲:存放靜態成員(static定義的)。

Java中字符串對象創建有兩種形式,一種為字面量形式,如String str = "droid";,另一種就是使用new這種標準的構造對象的方法,如String str = new String("droid").
當代碼中出現字面量形式創建字符串對象時,JVM首先會對這個字面量進行檢查,如果字符串常量池中存在相同內容的字符串對象的引用,則將這個引用返回,否則新的字符串對象被創建,然后將這個引用放入字符串常量池,并返回該引用。
當我們使用了new來構造字符串對象的時候,不管字符串常量池中有沒有相同內容的對象的引用,新的字符串對象都會創建。

String str1 = "droid";
String str2 = "droid";
String str3 = new String("droid");
System.out.println(str1 == str2); //true
System.out.println(str1 == str3);//false

使用new創建對象,會在中創建對象(真正的內存占用),同時會在中創建指向堆中該對象的首地址的一個引用(相當于指針,同樣占一小部分內存),當程序運行到該變量的作用域之后,棧中的引用會被置為空,但是此時堆中的內存并沒有被即可釋放,會根據程序所占用的內存Java GC在合適的時候回收堆中的內存.

對于String的比較問題,我們需要記住

String a = new String("A");
String b = new String("A");

對于new出來的對象,==操作是不相等的.

String a = "A";
String b = a + "B";

String c = "A" + "B";

通過反編譯,發現b這里其實利用StringBuilder,最后用StringBuilder#toString()方法生成String,是經過new出來的,而前面說過,new出來的對象是棧中的引用指向堆中的地址,而字面量形式是棧中的引用指向常量區的地址.當然是不相等的.
c經編譯器優化等同于String c = "AB".

//StringBuilder.java
@Override
public String toString() {
    // Create a copy, don't share the array
    return new String(value, 0, count);
}

參考

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