为什么 String.equals 不检查 char[] 值的相等性？答案

【问题标题】：Why doesn't String.equals check for equality of char[] value?为什么 String.equals 不检查 char[] 值的相等性？
【发布时间】：2013-09-18 20:00:14
【问题描述】：

我正在查看java.lang.String 的源代码，并注意到equals method 不检查支持每个字符串的char[] 是否是同一个对象。这不会缩短比较时间吗？

此重写版本中包含的假设改进：

public boolean equals(Object anObject) {
       if (this == anObject) {
           return true;
       }
       if (anObject instanceof String) {
           String anotherString = (String)anObject;
           int n = count;
           if (n == anotherString.count) {
               char v1[] = value;
               char v2[] = anotherString.value;
               int i = offset;
               int j = anotherString.offset;
               /** Begin Optimization **/
               if(v1==v2 && i==j){
                   return true;
               }
               /** End Optimization **/
               while (n-- != 0) {
                   if (v1[i++] != v2[j++])
                       return false;
               }
               return true;
           }
       }
       return false;
   }

我相信这会在两个字符串是使用String.substring 获得的情况下提高性能，甚至可能是实习字符串。

有人知道他们选择不以这种方式实施它是否有原因？

更新： 对于可能不太了解implementation of String 的任何人，除了字符串池之外，还有一些情况下，两个字符串对象可以具有相同的 char[] 值、int 偏移量、和 int 计数。

考虑以下代码：

String x = "I am a String, yo!";
String y = x.split(" ")[3];
String z = x.substring(7,14);

你最终会遇到这样的情况：

显然，字符串的值共享功能在 Java 7u6 中已被取消，以满足某些基准。因此，如果您通过使用 String.substring() 而不是字符串连接花时间让代码在适当的时间（或完全）运行，那么您就是 SOL。

【问题讨论】：

方法是比较每个字符。
可能没有意义，因为总是使用clone()数组
它可能在 Java 7 之前的极少数情况下提高了性能——例如foo.substring(i, j).equals(foo.substring(i, j))——但当字符串数组 not 相等时，它也会对更常见的情况进行额外检查，这似乎平均花费的时间可能比节省的时间多。参见例如this blog post.
@SotiriosDelimanolis 我不是在问他们是否是 .equal();我在问它们是否是同一个对象。
@LouisWasserman 我会说这个优化和他的例子之间最重要的区别是，这将通过再运行 O(1) 行代码（1 或 2 次比较）来防止 O(n) 操作，取决于我们有多幸运）；而他的示例仅阻止了 n=0 或 n=1（基本上）的 O(n) 操作。

标签： java string performance micro-optimization

【解决方案1】：

好吧，您需要检查char[]、offset 和 count（字符串长度）。由于char[] 仅在String 类中创建，因此所有三个相等的唯一方法是String 从自身创建一个分身。你可以让它做到这一点（例如new String("why?")），但这不是一个常见的用例。

<speculative>我什至不确定它是否会加快速度。绝大多数情况下，检查都会失败，这意味着它正在做额外的工作而没有任何好处。这可能会被分支预测所抵消，但在那种的情况下，检查通过的几次，它将使该分支预测所做的猜测无效，这实际上可能会减慢速度。换句话说，如果 JVM/CPU 尝试针对常见情况进行优化，您通常会一无所获，并且在极少数情况下您实际上会伤害自己（这就是您要优化的情况）。如果它不尝试优化该常见情况，那么您在大多数比较中都会为了一组相当罕见的比较而伤害自己。 </speculative>

【讨论】：

count 已经被检查为围绕我的代码的 if() 块的条件。如果某些字符串是从同一字符串的子字符串构建的，它们将具有相同的 char[] 并且可能具有相同的计数和偏移量。
在计数问题上是对的，我的眼睛只是浏览了代码。我提到可能有相同的char[]、count 和offset——这不是常见的情况。发布此答案后，我阅读了@LouisWasserman 的链接，但这是关于这种“优化”问题的好帖子。
我想 anObject 与被比较的 String 相同，或者被比较的 Object 不是 String 也不是常见的情况——但它们都在 equals( ) 方法。这是在开始在线性 O(n) 时间内发生的一系列比较之前，在常数 O(1) 中再进行一次（有时是两次以上）比较之间的权衡；并且所有 4 个变量都已加载。
@UFL1138：instanceof 检查不是优化，它是正确性所必需的。我想，快速的== 支票比你的机会更大，它节省了所有的工作......

【解决方案2】：

在 Java 7 中 (see this article)，substring() 不再对返回的 String 使用相同的后备数组。您仍然需要检查每个字符。基本上，String 支持 char[] 永远不会共享，所以你不能

this.value == other.value

【讨论】：

那么，您的意思是，在 Java 7 中，它会创建背景数组的副本，而不是使用相同的后备数组？
不过，您可以将该代码替换为 java.util.Arrays.equals(value, other.value)。
@gparyani 是的，被调用的构造函数使用Arrays.copyOfRange
@gparyani equals 方法几乎是等价的。
我有点怀疑；您链接到的那篇文章没有引用任何来源并且查看OpenJDK's implementation，它肯定会继续像往常一样表现（共享字符[]）。

【解决方案3】：

我不明白这个问题。
char[] 是 String 的内部成员。如果 2 个字符串引用相同（应该是因为您应该使用实习字符串），则 char[] 将是相同的。
但是对于不同的情况，为什么您希望 char[] 是相同的参考？字符串是不可变的，2 个不同的 String 对象不可能共享对同一个支持数组的引用。
此外，即使对子字符串使用这种条件检查也没有任何意义。
我不知道其中一个答案中提到的 Java 7 的变化，但在这种情况下检查支持数组的相等性是错误的。
String 对象不仅是支持数组，而且是它的当前偏移量、长度等。
因此，作为子字符串的 2 个字符串对象可能由相同的字符数组支持但可以很好地包含不同（子）字符串作为内容 - 不同相同字符数组中的偏移量

【讨论】：

你应该看看the source code for String。考虑以下内容： String x = "I am a String, guy!";字符串 y = x.substring(5,7);字符串 z = x.substring(5,7); y 和 x 将具有相同的偏移量和计数，并且与 x 共享相同的 char[]。
@UFL1138:如果你这样做x.substring(5,7)和y.substring(0,3)你仍然有相同的缓冲区但不同的字符串

【解决方案4】：

对后备字符数组进行这样的检查很可能是多余的并且不是必需的。

在两种情况下，支持字符数组对象可能是相同的对象（因为其他指向的子字符串方法总是创建一个新的支持字符数组）。

定义字符串字面量

String a = "Hello";
a.equals("Hello"); // Backing array of "Hello" string literal 
                   // will be same as that of variable a

在这种情况下，equals 方法将在检查后备字符数组之前确定字符串在下一行是否相等。

if (this == anObject) { // From String.equals method
    return true;
}

使用String拷贝构造函数创建另一个String对象

请注意，以下代码块没有实用价值，永远无法在真实代码中完成。

String a = "Hello;
String b = new String(a);
a.equals(b);

因此，与其做额外的检查来确定字符数组是否相同，不如假设如果 String 对象不同，它们总是不同的。

【讨论】：