面試話癆（二）C：JAVA String，別覺得你穿個馬甲我就不認識你了

時間 2020-03-25

原文原文鏈接

　　面試話癆系列是從技術廣度的角度去回答面試官提的問題，適合萌新觀看！html

　 面試官，別再問我火箭怎麼造了，我知道螺絲的四種擰法，你想聽嗎？java

　　String相關的題目，是面試中常常考察的點，當面試中遇到了String相關的問題，咱們能夠這麼聊：面試

一：String底層結構算法

　　從底層結構上來講，jdk1.8的String，底層是char[]。我在工做中幾乎不多用到char[]，由於List太好用了，我寧願用List<Character>也不想用char[]，由於之前學C時體會過用char[]的痛苦，長度必須事先設定好，也沒有豐富的API去處理數據。因此剛開始用java時，以爲String這個類簡直太好用了（直視面試官的眼睛，露出有點很差意思的笑）。後來才知道，原來是源碼在替咱們負重前行。數據庫

　　好比咱們都知道String的拼接，大部分狀況下都是新建一個空間（這裏能夠用稍微緩慢不肯定的語氣說這句話，稍有心的面試官就會問你什麼狀況下不會新建空間，你就能夠回答：1.連續相加時jdk會自動優化成一次空間的新建，2.兩個字符串常量相加的值若是是已經存在的字符串常量，那麼會直接指向這個已存在的字符常量），新建的緣由就是由於底層是一個char[]，沒法直接擴容。而新建空間的花費不少，因此對於有屢次拼接需求的狀況，我會酌情選擇StringBuffer和StringBuilder，主要是看是否存在多線程的狀況，存在的話就用StringBuffer(線程安全的方式，涉及的知識點不少，能夠專門寫一章，先留個傳送門：面試話癆（三）我會鎖的三種配法，您配嗎？)。編程

　　另外，我有次看jdk11裏面String的底層已經變成了byte[]，順手查了一下，說是用byte[]存的話，能夠減小大概一半的內存佔用，再具體的怎麼實現怎麼優化的沒太仔細瞭解。（對於本身不太懂的知識，介紹完本身懂得部分之後，必定要接一句：再往下本身就不清楚了之類的話。這樣面試官就不會再接着問你這個問題）。數組

　　題外話：字符之間能夠直接使用‘+’和‘-’運算符，實際計算的是字符對應的ASCII碼的位置的加減，如 ‘1’ - ‘0’ = （int）1，用這個方法能夠快速的完成char到int的強轉，不少String類的題目都須要用到這個方法。緩存

二：final修飾符安全

　　由於char[]自己就是一個不能擴容的數組，因此用不可變的常量去修飾字符串就很適合。另外，final的特性也能爲String帶來不少的好處：數據結構

　　1. 安全方面來講，密碼、我的信息等基本都是以String爲載體來進行存儲的，final修飾的String類不能夠被繼承，建立的對象也不能夠被改變，能夠保證關鍵數據的安全性。

　　2. 性能方面來講，final修飾後，String就被放入了常量池，常量池中有專門的字符串常量池，JVM能夠將多個同樣的String指向同一個地址，其中有任意一個String改變時，由於final的特性都會去從新建一個地址（或者指向另一個值剛好相同的地址），不會影響原來的值；另外，String的不可變性讓它的hashcode是固定的，能夠被緩存的，用來作Map的key運算更快捷；還有，final修飾後，也不會存在多線程安全的問題。

　　（原本想接着說一下常量的，可是一想到常量，腦子裏就蹦出了方法區，堆，棧，JDK版本更替、GC方式，類加載，JVM內存模型，Java內存模型，可見性，volatile，自旋鎖，太多了。先留個坑吧。面試話癆（四）常量在哪裏呀，常量在哪裏）。

　　與final長得像的，還有finally和finalize。finally就是跟在try或者catch後面的一個關鍵字，之前咱們學的是，try以後一定會執行finally，但其實這個是有前提的，就是程序不崩潰或者不被強制結束，try中加一句 System.exit(0); ，finally就不會被執行。

　　至於finalize，這個方法幾乎沒人用了，它是Object類中就自帶的方法，學名析構函數，據說是在java剛出生時，爲了迎合C編程人員的習慣添加的方法。在對象快要被回收時調用且只會被調用一次。若是finalize中的代碼將另一個指針指向了該對象，那麼JVM就會放棄該對象的回收。等到下一次該對象又不可達了，JVM就會直接回收，不會再調用finalize方法。所以方法存在不肯定性，不多被使用。

三：equals

　　在Obejct中，equals和==是同樣的，都是直接比較數據的存放地址是否一致，而在String中，equals方法被重寫成三個步驟的判斷。

　　HashMap中的equals大體也是使用了這三個步驟的判斷：地址是否相等 --> size是否相等 --> 每個key是否有equals的key，對應的value是否equals。

　　不一樣的類對於equals的實現方式不同，但他們都遵循若hashcode不相等，則equals也不相等的原則。這樣作的目的主要是爲了讓Hash類集合插入值時的重複斷定更合理：

　　試想一下，假設兩個身份證對象的hashcode不相等，equals卻相等，那麼兩個相同身份證信息就會被放入HashSet中了！這會對咱們的編碼形成很大的困擾，因此對於須要被用於Hash的key值的對象（HashSet的值插入至關因而將值放入了key中，再插入了一個固定value值的HashMap），咱們須要知足若hashcode不相等，則equals也不相等的原則。

　　HashSet中的元素重複斷定，優先斷定hashcode的緣由是：hashcode經過與HashSet的大小取餘之後，能夠快速的定位到可能相等的元素的位置，這時再對該位置上存在的元素的進行equals就行，只要hash分佈的足夠均勻，該操做的時間複雜度就接近於O(1)，而若去掉hashcode尋址，直接使用equals對n個數進行對比的話，時間複雜度就是O(n)。

　　說到這裏還能夠提一個常常被問到的問題，HashMap的查詢時間複雜度是多少？

　　如我上面的分析同樣，時間複雜度是接近於O(1)的，固然也會有O(n)的狀況。好比新建了一個類，hashcode值所有返回1，這樣全部的值都會接到一個鏈表上，數組+鏈表的結構就退化成純鏈表，時間複雜度就變成了O(n)。jdk1.8之後，鏈表長度超過8，而且數組長度大於64時，鏈表會變成紅黑樹，紅黑樹的遍歷時間複雜度爲O(log(n))。（紅黑樹、B樹、索引、數據庫、圖、廣度搜索、深度搜索相關的數據結構及算法後面再說。面試話癆（N）尚未頭緒不知道什麼時間寫）。

　　最後，送你們一道我特別喜歡的面試題。

　請將一段字符串轉換成整數，不要使用parseInt。

    public int MyParseInt(String str) throws Exception{
        /*
            1.數據校驗
            （無論面試過程當中遇到什麼題，均可以先優雅的寫下
                //1.數據校驗
              而後成竹在胸的寫一些有的沒的校驗，寫的過程當中再想後面應該怎麼寫。
              寫註釋+周全的校驗是寫代碼的基本素養）
         */
        String errMsg = check(str);
        if (errMsg != null) {
            throw new Exception(errMsg);
        }
        char[] c = str.toCharArray();
        int result = 0;
        for (int i = 0; i < c.length; i++) {
            result = result * 10 + (c[i] - '0');
        }
        return result;
    }

    /**
     * 
     * @param str 待校驗的數據
     * @return 錯誤信息，沒有錯誤時返回null
     */
    private String check(String str) {
        if (str == null) {
            return "輸入不能爲空！";
        }
        /*
            不多有人能一遍寫出不用調試沒有bug的代碼，更別說在面試那麼緊張的氣氛中了
            因此，在寫完可以基本實現題目要求的代碼之後，最好能想下代碼中不足的地方，而後坦誠的告訴面試官：
                這個代碼還有須要改進的地方，好比能夠添加對 負號、正號、小數點的支持，好比沒有校驗int的閥值，
                若是是工做中遇到，我確定能解決這些問題。
         */
        if (str.replaceAll("[0-9]","").length() > 0){
            return "包含非法字符";
        }
        return null;
    }