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第十八章 字符串
可以证明，字符串操作是计算机程序设计中最常见的行为之一。 在Java大展拳脚的Web系统中更是如此。在本章中，我们将深入学习在Java语言中应用最广泛的String类，并研究与之相关的类及工具。
字符串的不可变
String对象是不可变的。查看JDK文档你就会发现，String类中每一个看起来会修改String值的方法，实际上都是创建了一个全新的String对象,以包含修改后的字符串内容。而最初的String对象则丝毫未动。
看看下面的代码：
// strings/Immutable.java
public class Immutable {
public static String upcase(String s) {
return s.toUpperCase();
}
public static void main(String[] args) {
String q = "howdy"; System.out.println(q); // howdy
String qq = upcase(q);
System.out.println(qq); // HOWDY
System.out.println(q); // howdy
}
}
/* Output:
howdy
HOWDY
howdy
*/
当把q传递给upcase()方法时，实际传递的是引用的一个拷贝。其实，每当把String对象作为方法的参数时，都会复制一份引用，而该引用所指向的对象其实一直待在单一的物理位置上，从未动过。
回到upcase()的定义，传入其中的引用有了名字s，只有upcase()运行的时候，局部引用s才存在。一旦upcase()运行结束，s就消失了。当然了，upcase()的返回值，其实是最终结果的引用。这足以说明，upcase()返回的引用已经指向了一个新的对象，而q仍然在原来的位置。
String的这种行为正是我们想要的。例如：
String s = "asdf";
String x = Immutable.upcase(s);
难道你真的希望upcase()方法改变其参数吗？对于一个方法而言，参数是为该方法提供信息的，而不是想让该方法改变自己的。在阅读这段代码时，读者自然会有这样的感觉。这一点很重要，正是有了这种保障，才使得代码易于编写和阅读。
重载和StringBuilder
String对象是不可变的，你可以给一个String对象添加任意多的别名。因为String是只读的，所以指向它的任何引用都不可能改它的值，因此，也就不会影响到其他引用。
不可变性会带来一定的效率问题。为String对象重载的“+”操作符就是一个例子。重载的意思是，一个操作符在用于特定的类时，被赋予了特殊的意义(用于String的“+”与“+=”是Java中仅有的两个重载过的操作符，Java不允许程序员重载任何其他的操作符)。
操作符“+”可以用来连接String
// strings/Concatenation.java
public class Concatenation {
public static void main(String[] args) {
String mango = "mango";
String s = "abc" + mango + "def" + 47;
System.out.println(s);
}
}
/* Output:
abcmangodef47
*/
可以想象一下，这段代码可能是这样工作的：String可能有一个append()方法，它会生成一个新的String对象，以包含“abc”与mango连接后的字符串。然后，该对象再与“def”相连，生成另一个新的对象，依此类推。
这种方式当然是可行的，但是为了生成最终的String对象，会产生一大堆需要垃圾回收的中间对象。我猜想，Java设计者一开始就是这么做的(这也是软件设计中的一个教训：除非你用代码将系统实现，并让它运行起来，否则你无法真正了解它会有什么问题)，然后他们发现其性能相当糟糕。
想看看以上代码到底是如何工作的吗？可以用JDK自带的javap来反编译以上代码。命令如下：
javap -c Concatenation
这里的-c标志表示将生成JVM字节码。我们剔除不感兴趣的部分，然后做细微的修改，于是有了一下的字节码：
public static void main(java.lang.String[]);
Code:
Stack=2, Locals=3, Args_size=1
0: ldc #2; //String mango
2: astore_1
3: new #3; //class StringBuilder
6: dup
7: invokespecial #4; //StringBuilder."<init>":()
10: ldc #5; //String abc
12: invokevirtual #6; //StringBuilder.append:(String)
15: aload_1
16: invokevirtual #6; //StringBuilder.append:(String)
19: ldc #7; //String def
21: invokevirtual #6; //StringBuilder.append:(String)
24: bipush 47
26: invokevirtual #8; //StringBuilder.append:(I)
29: invokevirtual #9; //StringBuilder.toString:()
32: astore_2
33: getstatic #10; //Field System.out:PrintStream;
36: aload_2
37: invokevirtual #11; //PrintStream.println:(String)
40: return
如果你有汇编语言的经验，以上代码应该很眼熟(其中的dup和invokevirtual语句相当于Java虚拟机上的汇编语句。即使你完全不了解汇编语言也无需担心)。需要重点注意的是：编译器自动引入了java.lang.StringBuilder类。虽然源代码中并没有使用StringBuilder类，但是编译器却自作主张地使用了它，就因为它更高效。 在这里，编译器创建了一个StringBuilder对象，用于构建最终的String s，并对每个字符串调用了一次append()方法，共计4次。最后调用toString()生成结果，并存为s(使用的命令为astore_2)。