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java不变字串 - 编程入门网

作者 佚名技术 来源 NET编程 浏览 发布时间 2012-06-26

java不变字串

时间:2007-05-29 yycnet.yeah.net yyc译 请观察下述代码:
//: Stringer.java

public class Stringer {
  static String upcase(String s) {
    return s.toUpperCase();
  }
  public static void main(String[] args) {
    String q = new String("howdy");
    System.out.println(q); // howdy
    String qq = upcase(q);
    System.out.println(qq); // HOWDY
    System.out.println(q); // howdy
  }
} ///:~
q传递进入upcase()时,它实际是q的句柄的一个副本。该句柄连接的对象实际只在一个统一的物理位置处。句柄四处传递的时候,它的句柄会得到复制。若观察对upcase()的定义,会发现传递进入的句柄有一个名字s,而且该名字只有在upcase()执行期间才会存在。upcase()完成后,本地句柄s便会消失,而upcase()返回结果——还是原来那个字串,只是所有字符都变成了大写。当然,它返回的实际是结果的一个句柄。但它返回的句柄最终是为一个新对象的,同时原来的q并未发生变化。所有这些是如何发生的呢?1. 隐式常数若使用下述语句:String s = "asdf";String x = Stringer.upcase(s);那么真的希望upcase()方法改变自变量或者参数吗?我们通常是不愿意的,因为作为提供给方法的一种信息,自变量一般是拿给代码的读者看的,而不是让他们修改。这是一个相当重要的保证,因为它使代码更易编写和理解。为了在C++中实现这一保证,需要一个特殊关键字的帮助:const。利用这个关键字,程序员可以保证一个句柄(C++叫“指针”或者“引用”)不会被用来修改原始的对象。但这样一来,C++程序员需要用心记住在所有地方都使用const。这显然易使人混淆,也不容易记住。2. 覆盖"+"和StringBuffer利用前面提到的技术,String类的对象被设计成“不可变”。若查阅联机文档中关于String类的内容(本章稍后还要总结它),就会发现类中能够修改String的每个方法实际都创建和返回了一个崭新的String对象,新对象里包含了修改过的信息——原来的String是原封未动的。因此,Java里没有与C++的const对应的特性可用来让编译器支持对象的不可变能力。若想获得这一能力,可以自行设置,就象String那样。由于String对象是不可变的,所以能够根据情况对一个特定的String进行多次别名处理。因为它是只读的,所以一个句柄不可能会改变一些会影响其他句柄的东西。因此,只读对象可以很好地解决别名问题。通过修改产生对象的一个崭新版本,似乎可以解决修改对象时的所有问题,就象String那样。但对某些操作来讲,这种方法的效率并不高。一个典型的例子便是为String对象覆盖的运算符“+”。“覆盖”意味着在与一个特定的类使用时,它的含义已发生了变化(用于String的“+”和“+=”是Java中能被覆盖的唯一运算符,Java不允许程序员覆盖其他任何运算符——注释④)。④:C++允许程序员随意覆盖运算符。由于这通常是一个复杂的过程(参见《Thinking in C++》,Prentice-Hall于1995年出版),所以Java的设计者认定它是一种“糟糕”的特性,决定不在Java中采用。但具有讽剌意味的是,运算符的覆盖在Java中要比在C++中容易得多。针对String对象使用时,“+”允许我们将不同的字串连接起来:
String s = "abc" + foo + "def" + Integer.toString(47);
可以想象出它“可能”是如何工作的:字串"abc"可以有一个方法append(),它新建了一个字串,其中包含"abc"以及foo的内容;这个新字串然后再创建另一个新字串,在其中添加"def";以此类推。这一设想是行得通的,但它要求创建大量字串对象。尽管最终的目的只是获得包含了所有内容的一个新字串,但中间却要用到大量字串对象,而且要不断地进行垃圾收集。我怀疑Java的设计者是否先试过种方法(这是软件开发的一个教训——除非自己试试代码,并让某些东西运行起来,否则不可能真正了解系统)。我还怀疑他们是否早就发现这样做获得的性能是不能接受的。解决的方法是象前面介绍的那样制作一个可变的同志类。对字串来说,这个同志类叫作StringBuffer,编译器可以自动创建一个StringBuffer,以便计算特定的表达式,特别是面向String对象应用覆盖过的运算符+和+=时。下面这个例子可以解决这个问题:
//: ImmutableStrings.java
// Demonstrating StringBuffer

public class ImmutableStrings {
  public static void main(String[] args) {
    String foo = "foo";
    String s = "abc" + foo +
      "def" + Integer.toString(47);
    System.out.println(s);
    // The "equivalent" using StringBuffer:
    StringBuffer sb = 
      new StringBuffer("abc"); // Creates String!
    sb.append(foo);
    sb.append("def"); // Creates String!
    sb.append(Integer.toString(47));
    System.out.println(sb);
  }
} ///:~
创建字串s时,编译器做的工作大致等价于后面使用sb的代码——创建一个StringBuffer,并用append()将新字符直接加入StringBuffer对象(而不是每次都产生新对象)。尽管这样做更有效,但不值得每次都创建象"abc"和"def"这样的引号字串,编译器会把它们都转换成String对象。所以尽管StringBuffer提供了更高的效率,但会产生比我们希望的多得多的对象。

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