java.lang.String ڪلاس شايد جاوا ۾ سڀ کان وڌيڪ استعمال ٿيل آهي. ۽ اڪثر گهڻو ڪري اهو اڻ پڙهيل استعمال ڪيو ويندو آهي، جيڪو ڪيترن ئي مسئلن کي جنم ڏئي ٿو، بنيادي طور تي ڪارڪردگي سان. هن آرٽيڪل ۾ آئون تارن جي باري ۾ ڳالهائڻ چاهيان ٿو، انهن کي استعمال ڪرڻ جي پيچيدگي، مسئلن جا ذريعا وغيره.
هتي آهي جيڪو اسان بابت ڳالهائينداسين:
- لائن ڊوائيس
- اسٽرنگ لٽرلز
- اسٽرنگ جو مقابلو
- تار جو اضافو
- Substring آڻڻ ۽ ڪاپي ڪنسٽرڪٽر
- تار کي تبديل ڪرڻ
- اچو ته بنيادي ڳالهين سان شروع ڪريون.
لائن ڊوائيس
java.lang.String ڪلاس ٽن شعبن تي مشتمل آهي:
public final class String{
private final char value[];
private final int offset;
private final int count;
}
حقيقت ۾، اهو پڻ ٻين شعبن تي مشتمل آهي، مثال طور، هيش ڪوڊ، پر اهو هاڻي اهم ناهي. مکيه اهي آهن. تنهن ڪري، اسٽرنگ جو بنياد اکرن جي هڪ صف آهي (
char ).
يونيڪوڊ UTF-16BE انڪوڊنگ استعمال ڪيو ويندو آهي جڏهن ميموري ۾ ڪردارن کي محفوظ ڪيو وڃي . توھان ان بابت وڌيڪ پڙھي سگھوٿا
هتي . جاوا 5.0 سان شروع ڪندي، 2 کان مٿي يونيڪوڊ ورزن لاءِ سپورٽ ۽، مطابق،
0xFFFF کان وڌيڪ ڪوڊس وارن اکرن لاءِ متعارف ڪرايو ويو آهي . انهن اکرن لاءِ، هڪ
حرف استعمال نه ڪيو ويو آهي ، پر ٻه؛ انهن اکرن جي انڪوڊنگ بابت وڌيڪ تفصيل
ساڳئي مضمون ۾ آهن . جيتوڻيڪ انهن علامتن لاءِ سپورٽ متعارف ڪرايو ويو آهي، مسئلو اهو آهي ته اهي ظاهر نه ڪيا ويندا. مون کي موسيقي جي علامتن جو هڪ سيٽ مليو (
U1D100 ) ۽ ڪٿي ڪٿي ٽريبل ڪلف ڏيکارڻ جي ڪوشش ڪئي (ڪوڊ 1D120 سان علامت). مون ڪوڊ کي ٻن
اکرن ۾ تبديل ڪيو ، جيئن توقع ڪئي وئي - '\uD834' ۽ '\uDD20'. ڊيڪوڊر انهن جي باري ۾ شڪايت نٿو ڪري؛ اهو ايمانداري سان انهن کي هڪ ڪردار طور سڃاڻي ٿو. پر ڪو به فونٽ نه آهي جنهن ۾ اها علامت موجود هجي. ۽ تنهن ڪري - هڪ چورس. ۽ ظاهر آهي، اهو هڪ ڊگهو وقت تائين رهندو. تنهن ڪري يونيڪوڊ 4 لاءِ سپورٽ جو تعارف صرف مستقبل لاءِ بنياد جي پرزم ذريعي ڏسي سگهجي ٿو. اچو ته اڳتي وڌون. مان توهان کان پڇان ٿو ته ٻئي ۽ ٽئين شعبن تي تمام گهڻو ڌيان ڏيو -
آفسيٽ ۽
شمار . اهو لڳي ٿو ته صف مڪمل طور تي اسٽرنگ جي وضاحت ڪري ٿي جيڪڏهن
سڀئي اکر استعمال ڪيا وڃن. جيڪڏهن اهڙا فيلڊ موجود آهن، نه سڀئي اکر صف ۾ استعمال ڪري سگهجن ٿا. تنهنڪري اهو آهي، اسان ان بابت ڳالهائينداسين سب اسٽرنگ جي چونڊ ۽ ڪاپي ڪنسٽرڪٽر سيڪشن ۾.
اسٽرنگ لٽرلز
What такое строковый литерал? Это строка, записаная в двойных кавычках, например, такая: "abc". Такие выражения используются в codeе сплошь и рядом. Строка эта может содержать escape-последовательности unicode, например, \u0410, что будет соответствовать русской букве 'А'. Однако, эта строка
НЕ МОЖЕТ содержать последовательностей \u000A и \u000D, соответствующие символам LF и CR соответственно. Дело в том, что последовательности обрабатываются на самой ранней стадии компиляции, и символы эти будут заменены на реальные LF и CR (How если бы в редакторе просто нажали "Enter"). Для вставки в строку этих символов следует использовать последовательности \n и \r, соответственно. Строковые литералы сохраняются в пуле строк. Я упоминал о пуле в статье о сравнении на практике, но повторюсь. Виртуальная машина Java поддерживает пул строк. В него кладутся все строковые литералы, объявленные в codeе. При совпадении литералов (с точки зрения equals, см.
тут) используется один и тот же an object, находящийся в пуле. Это позволяет сильно экономить память, а в некоторых случаях и повышать производительность. Дело в том, что строку в пул можно поместить принудительно, с помощью метода
String.intern(). Этот метод возвращает из пула строку, равную той, у которой был вызван этот метод. Если же такой строки нет – в пул кладется та, у которой вызван метод, после чего возвращается link на нее же. Таким образом, при грамотном использовании пула появляется возможность сравнивать строки не по значению, через equals, а по ссылке, что значительно, на порядки, быстрее. Так реализован, например, класс
java.util.Locale, который имеет дело с кучей маленьких, в основном двухсимвольных, строк – codeами стран, языков и т.п. См. также тут:
Сравнение an objectов: практика – метод String.intern. Очень часто я вижу в различной литературе конструкции следующего вида:
public static final String SOME_STRING = new String("abc");
Если говорить еще точнее, нарекания у меня вызывает
new String("abc"). Дело в том, что конструкция эта – безграмотна. В Java строковый литерал – "abc" –
УЖЕ является an objectом класса
String. А потому, использование еще и конструктора приводит к
КОПИРОВАНИЮ строки. Поскольку строковый литерал уже хранится в пуле, и никуда из него не денется, то созданный
НОВЫЙ an object – ничто иное How пустая трата памяти. Эту конструкцию с чистой совестью можно переписать вот так:
public static final String SOME_STRING = "abc";
С точки зрения codeа это будет абсолютно то же самое, но несколько эффективнее. Переходим к следующему вопросу –
Сравнение строк
Собственно, все об этом вопросе я уже писал в статье
Сравнение an objectов: практика. И добавить больше нечего. Резюмируя сказаное там – строки надо сравнивать по значению, с использованием метода
equals. По ссылке их можно сравнивать, но аккуратно, только если точно знаешь, что делаешь. В этом помогает метод
String.intern. Единственный момент, который хотелось бы упомянуть – сравнение с литералами. Я часто вижу конструкции типа
str.equals("abc"). И тут есть небольшие грабли – перед этим сравнением правильно бы было сравнить
str с
null, чтобы не получить
NullPointerException. Т.е. правильной будет конструкция
str != null && str.equals("abc"). Между тем – ее можно упростить. Достаточно написать всего лишь
"abc".equals(str). Проверка на
null в этом случае не нужна. На очереди у нас...
Сложение строк
Строки – единственный an object, для которого определена операция сложения ссылок. Во всяком случае, так было до версии Java 5.0, в которой появился autoboxing/unboxing, но речь сейчас не об этом. Общее описание принципа работы оператора конкатенации можно найти в статье о linkх, а именно –
тут. Я же хочу затронуть более глубокий уровень. Представьте себе, представьте себе... Прямо How в песенке про кузнечика. :) Так вот, представьте себе, что нам надо сложить две строки, вернее, к одной прибавить другую:
String str1 = "abc";
str1 += "def";
Как происходит сложение? Поскольку an object класса строки неизменяем, то результатом сложения будет новый an object. Итак. Сначала выделяется память, достаточная для того, чтобы вместить туда содержимое обеих строк. В эту память копируется содержимое сначала первой строки, потом второй. Далее переменной str1 присваивается link на новую строку, а старая строка отбрасывается. Усложним задачу. Пусть у нас есть файл из четырех строк:
abc
def
ghi
jkl
Нам надо прочитать эти строки и собрать их в одну. Поступаем по той же схеме.
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("... filename ..."));
String result = "";
while(true){
String line = br.readLine();
if (line == null) break;
result += line;
}
Вроде пока все хорошо и логично. Давайте разберем, что происходит на нижнем уровне. Первый проход цикла.
result="",
line="abc". Выделяется память на 3 символа, туда копируется содержимое
line –
"abc". Переменной
result присваивается link на новую строку, старая отбрасывается. Второй проход цикла.
result="abc",
line="def". Выделяется память на 6 символов, туда копируется содержимое
result –
"abc", затем
line –
"def". Переменной
result присваивается link на новую строку, старая отбрасывается. Третий проход цикла.
result="abcdef",
line="ghi". Выделяется память на 9 символов, туда копируется содержимое
result –
"abcdef", затем
line –
"ghi". Переменной
result присваивается link на новую строку, старая отбрасывается. Четвертый проход цикла.
result="abcdefghi",
line="jkl". Выделяется память на 12 символов, туда копируется содержимое
result –
"abcdefghi", затем
line –
"jkl". Переменной
result присваивается link на новую строку, старая отбрасывается. Пятый проход цикла.
result="abcdefghijkl",
line=null. Цикл закончен. Итак. Три символа "abc" копировались в памяти 4 раза, "def" – 3 раза, "ghi" – 2 раза, "jkl" – один раз. Страшно? Не особо? А вот теперь представьте себе файл с длиной строки 80 символов, в котором где-то 1000 строк. Всего-навсего 80кб. Представor? What будет в этом случае? первая строка, How нетрудно подсчитать, будет скопирована в памяти 1000 раз, вторая – 999 и т.д. И при средней длине 80 символов через память пройдет ((1000 + 1) * 1000 / 2) * 80 = ... барабанная дробь... 40 040 000 символов, что составляет около 80 Мб (!!!) памяти. Каков же итог
ТАКОГО цикла? Чтение 80-килоbyteного file вызвало выделение 80 Мб памяти. Ни много ни мало – в 1000 раз больше, чем полезный объем. Какой из этого следует сделать вывод? Очень простой. Никогда, запомните –
НИКОГДА не используйте прямую конкатенацию строк, особенно в циклах. Даже в Howом-нибудь методе
toString, если он вызывается достаточно часто, имеет смысл использовать
StringBuffer instead of конкатенации. Собственно, компилятор при оптимизации чаще всего так и делает – прямые сложения он выполняет через
StringBuffer. Однако в случаях, подобных тому, что привел я, оптимизацию компилятор сделать не в состоянии. What и приводит к весьма печальным последствиям, описаным чуть ниже. К сожалению, подобные конструкции встречаются слишком часто. Потому я и счел необходитмым заострить на этом внимание.
Собственный опыт Не могу не вспомнить один эпизод из собственной практики. Один из программистов, работавших со мной, How-то пожаловался, что у него очень медленно работает его code. Он читал достаточно большой файл в HTML формате, после чего производил Howие-то манипуляции. И действительно, работало все с черепашьей speedю. Я взял посмотреть исходник, и обнаружил, что он... использует конкатенацию строк. У него было по 200-250 строк в каждом файле, и при чтении file около 200Кб через память проходило более 40Мб! В итоге я переписал немного code, заменив операции со строками на операции со StringBuffer-ом. Честно сказать, когда я запустил переписаный code, я подумал, что он просто где-то "упал". Обработка занимала доли секунды. Скорость выросла в 300-800 раз. После этого я коренным образом пересмотрел свое отношение к строковым операциям. Следующий акт марлезонского балета –
Выборка подстроки и копирующий конструктор
Представим, что у нас есть строка, из которой надо вырезать подстроку. Вопроса "How это сделать" не стоит – и так понятно. Вопрос в другом – что при этом происходит?
String str = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
str = str.substring(5,10);
Вроде тривиальный code. И первая мысль такая – выбирается подстрока "efghi", переменной str присваивается link на новую строку, а старый an object отбрасывается. Так? Почти. Дело в том, что для увеличения скорости при выборке подстроки используется ТОТ ЖЕ МАССИВ, что и в исходной строке. Иначе говоря, мы получим не an object, в котором массив
value (cм.
устройство строки) имеет длину 5 и содержит в себе символы 'e', 'f', 'g', 'h' и 'i', count=5 и offset=0. Нет, длина массива будет по-прежнему 26, count=5 и offset=5. И при отбрасывании старой строки массив НЕ ОТБРОСИТСЯ, а по-прежнему будет находиться в памяти, ибо на него есть link из новой строки. И существовать в памяти он будет до того момента, How будет отброшена уже новая строка. Это совсем неочевидный момент, который может привести к проблемам с памятью. Возникает вопрос – How этого избежать? Ответ – с помощью копирующего конструктора
String(String). Дело в том, что в этом конструкторе в явном виде выделяется память под новую строку, и в эту память копируется содержимое исходной. Таким образом, если мы перепишем code так:
String str = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
str = new String(str.substring(5,10));
..., то длина массива
value у an object
str будет действительно 5, count=5 и offset=0. И это – единственный случай, где оправдано применение копирующего конструктора для строки. И How финальный аккорд –
Изменение строки
ان جو واسطو ان لڪير سان ٿورو آهي. مان صرف ان حقيقت کي اجاگر ڪرڻ چاهيان ٿو ته هڪ تار صرف هڪ خاص حد تائين ناقابل تبديلي آهي. پوء هتي ڪوڊ آهي.
package tests;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Modifier;
public class StringReverseTest {
public static final String testString = "abcde";
public static void main(String[] args) {
try{
System.out.println("Initial static final string: "+testString);
Field[] fields = testString.getClass().getDeclaredFields();
Field value = null;
for(int i=0; i
هتي ڇا ٿي رهيو آهي؟ پهرين آئون قسم جي فيلڊ ڳولي رهيو آهيان
char[] . مان پڻ نالي سان ڳولي سگهان ٿو. بهرحال، نالو تبديل ٿي سگهي ٿو، پر مون کي قسم تي شڪ آهي. اڳيون، مان سڏيان ٿو
setAccessible(true) طريقو مليو فيلڊ تي . هي هڪ اهم نقطو آهي - آئون فيلڊ جي رسائي جي سطح کي جانچڻ کي بند ڪريان ٿو (ٻي صورت ۾ مان صرف قيمت تبديل ڪرڻ جي قابل نه هوندا، ڇاڪاڻ ته فيلڊ
نجي آهي ). هن نقطي تي آئون سيڪيورٽي مئنيجر طرفان مٿي تي ڌڪ هڻي سگهان ٿو جيڪو چيڪ ڪري ٿو ته ڇا اهڙي عمل جي اجازت آهي (هڪ ڪال ذريعي
checkPermission(نئين ReflectPermission("suppressAccessChecks")) ). جيڪڏهن اجازت ڏني وڃي (۽ اهو باقاعده ايپليڪيشنن لاءِ ڊفالٽ آهي)، مان
خانگي فيلڊ تائين رسائي ڪري سگهان ٿو. باقي، جيئن اهي چون ٿا، ٽيڪنڪ جو معاملو آهي. نتيجي طور، مان حاصل ڪريان ٿو:
Initial static final string: abcde
Reversed static final string: edcba
Q.E.D. تنهن ڪري، حقيقي ايپليڪيشنن ۾، آئون توهان کي صلاح ڏيان ٿو ته سيڪيورٽي پاليسين کي ترتيب ڏيڻ لاء وڌيڪ محتاط طريقي سان. ٻي صورت ۾، اهو ٿي سگهي ٿو ته اهي شيون جيڪي توهان سوچيو ٿا ته اهي ناقابل اعتبار هجڻ جي ضمانت آهن. * * * منهنجو اندازو آهي ته مان صرف اهو ئي چوڻ چاهيان ٿو هن وقت لاءِ تارن بابت. توهان جي توجه لاء مهرباني!
اصل ماخذ ڏانهن لنڪ: آه، اهي لائينون...
GO TO FULL VERSION