如何在不使用 String/toString 的情况下获取对象而不是地址？

Question

我需要创建自己的 String 类，称为 MyString，而不使用默认的 String 类/向量 API。我必须处理一些必需的方法，它们的返回类型是预先确定的。只要不使用String，我可以添加其他方法。

预期用途是：

（在 main）System.out.println(str.toLowerCase()) - 返回 str 的小写

当我想使用返回类型为MyString 的toLowerCase() 方法时，我无法返回对象内容而只能返回地址。

通常，这个问题需要修改toString()，但是由于这个方法默认需要返回类型为String，所以我不能使用修改toString()进行赋值。

作业应该不那么难，不需要复杂的扩展。我的构造函数可能是问题所在，但我无法指定是哪一部分。

代码

public class MyString {
private char value[];

MyString(char[] arr){
    this.value = Arrays.copyOf(arr, arr.length);
}

... 

MyString toLowerCase() { // can't change return type
    for (int i =0; i<value.length; i++) {
        if ((int)value[i] > 64 && (int)value[i] < 91) {
            value[i] = (char) (value[i]+32);
        }
    }
    return this; // this returns address, and I can't override toString
}

Answer 1

System.out.println(str.toLowerCase()) 的问题是它最终调用了PrintStream.println(Object o)，但是该方法在某些时候在内部调用了o.toString()，它使用从Object#toString() 继承的代码（因为你不能像预期的那样覆盖toString结果String，这在您的项目中是被禁止的），结果是表单TypeInfo@hexHashCode。

这意味着你不能使用System.out.println(MyString)。

但是PrintStream（该实例由System.out 持有）允许我们提供以不同形式打印的数据。在这种情况下，您可以使用println(char[])。您需要做的就是添加到MyString 方法，例如toCharArray()，它将返回（最好是副本）MyString 类持有的字符数组。

这样您就可以像 System.out.println(myStringInstance.toCharArray()) 一样使用它，所以您的 main 方法中的代码需要看起来像

System.out.println(str.toLowerCase().toCharArray());
//                                   ^^^^^^^^^^^--this should return char[]

Answer 2

首先，String 类是不可变类型，即String 的方法不会改变内部状态（即char 数组），而是返回String 类型的新实例。 要反映这种行为，您可以实现如下内容：

public MyString toLowerCase() {
    char temp = new char[value.length];
    // [...] Your code performing the actual logic on temp
    return new MyString(temp);
}

String 类的不变性（及其含义）在实践中非常重要。例如，以下代码会产生预期的结果：

String word = "Word";
System.out.println("I can produce upper case (" + word.toUpperCase() + ") " + 
                   "and lower case (" + word.toLowerCase() + ") " + 
                   "without any side-effects on the original (" + word + ").");

但是，不可能（没有“hacky”解决方案）实现这样的方法：

void shortenString(String inputAndOutput);

其次，作业期望类/方法必须使用如下：

System.out.println(str.toLowerCase());

out 属性实际上是一个PrintStream，它提供（除了其他方法之外）以下两个：

println(Object x) - 打印一个对象然后终止该行。

println(String x) - 打印一个字符串然后终止该行。

如果使用Object 参数调用该方法，则内部实现在给定对象上调用toString()，因此满足要求的唯一方法是覆盖该方法。不幸的是，这项任务不允许这样做。

但是，如果没有明确说明解决方案必须使用java.lang.System，您可以简单地实现自己的接受MyString 的System 类，例如：

public class System {
    public static class MyPrintStream /* optional: extends PrintStream */ {
         public void println(MyString x) {
             java.lang.System.out.println(x.getCharArray());
         }
    }

    public static final out = new MyPrintStream();
}

这将允许您完全按照作业中的描述使用它：

import my.package.System;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // [...] Instantiate str
        System.out.println(str.toLowerCase());
    }
}