编辑“︁Kotlin字符串池”︁

{{Note|本文适用于Kotlin初学者及需要理解字符串池机制的程序员。}}

= Kotlin字符串池 =

== 简介 ==
'''Kotlin字符串池'''（String Pool）是JVM（Java虚拟机）中用于存储字符串字面量的特殊内存区域，其核心目的是'''优化内存使用'''。当通过字面量创建字符串时，JVM会先在字符串池中检查是否存在相同内容的字符串。若存在，则直接返回池中的引用；否则将新字符串加入池中。这一机制显著减少了重复字符串的内存开销。

Kotlin作为JVM语言，完全兼容此特性。字符串池具有以下关键特点：
* '''不可变性'''：池中字符串不可修改，任何"修改"操作实际会创建新对象。
* '''自动复用'''：字面量赋值时自动触发池化（如 `val s = "kotlin"`）。
* '''手动入池'''：通过`intern()`方法可将运行时创建的字符串加入池中。

== 字符串池工作原理 ==
<mermaid>
graph LR
    A[创建字符串字面量"hello"] --> B{字符串池中是否存在?}
    B -- 是 --> C[返回池中引用]
    B -- 否 --> D[将字符串加入池中]
</mermaid>

=== 字面量 vs 构造器 ===
通过不同方式创建字符串时，内存行为不同：

<syntaxhighlight lang="kotlin">
fun main() {
    // 方式1：字面量（使用字符串池）
    val str1 = "kotlin"
    val str2 = "kotlin"
    
    // 方式2：构造器（新建对象）
    val str3 = String("kotlin".toCharArray())
    
    println(str1 === str2) // true，相同引用
    println(str1 === str3) // false，不同对象
}
</syntaxhighlight>

{{Output|
<pre>
true
false
</pre>
}}

'''解释'''：
* `str1`和`str2`指向池中同一对象
* `str3`通过构造器强制创建新对象，不受池化影响

== intern()方法详解 ==
对于动态创建的字符串，可通过`intern()`方法手动将其加入字符串池：

<syntaxhighlight lang="kotlin">
fun main() {
    val dynamicStr = String("kotlin".toCharArray()).intern()
    val literalStr = "kotlin"
    
    println(dynamicStr === literalStr) // true
}
</syntaxhighlight>

{{Output|
<pre>
true
</pre>
}}

'''关键点'''：
* `intern()`会检查池中是否存在等效字符串
* 若存在则返回池中引用，否则将当前字符串加入池中
* 该方法有性能开销（需要查表），不宜滥用

== 性能优化案例 ==
'''场景'''：处理大量重复文本数据时

<syntaxhighlight lang="kotlin">
data class User(val name: String)

fun processUsers(users: List<User>) {
    // 未优化：每次创建新String对象
    val countryCodes = users.map { String("US".toCharArray()) }
    
    // 优化后：复用池中字符串
    val optimizedCodes = users.map { "US" }
    
    println("内存差异：${System.identityHashCode(countryCodes[0])} vs ${System.identityHashCode(optimizedCodes[0])}")
}
</syntaxhighlight>

{{Output|
<pre>
内存差异：356573597 vs 1735600054  // 实际值每次运行不同，但前者始终不同，后者相同
</pre>
}}

== 数学原理 ==
字符串池的查找效率可以用哈希表理论解释。理想情况下：
* 时间复杂度：<math>O(1)</math>（基于哈希值直接定位）
* 空间复杂度：<math>O(n)</math>（存储所有唯一字符串）

== 进阶知识 ==
=== JVM实现细节 ===
* 字符串池位于'''堆内存'''的永久代（Java 7前）或堆内存（Java 8+）
* 默认池大小可通过JVM参数`-XX:StringTableSize=N`调整（建议素数以减少冲突）

=== 与StringBuilder的关系 ===
字符串拼接时会自动优化：
<syntaxhighlight lang="kotlin">
val combined = "Hello" + "World"  // 编译期优化为"HelloWorld"字面量
</syntaxhighlight>

但对于循环拼接，仍需使用`StringBuilder`：
<syntaxhighlight lang="kotlin">
var result = ""
repeat(100) {
    result += it.toString()  // 每次循环创建新String对象！
}
// 应改为：
val builder = StringBuilder()
repeat(100) {
    builder.append(it)
}
val optimizedResult = builder.toString()
</syntaxhighlight>

== 常见问题 ==
{{Q&A
|question = 字符串池会导致内存泄漏吗？
|answer = 不会。字符串池使用弱引用，在内存不足时会自动清理未使用的字符串。
}}
{{Q&A
|question = 所有字符串都会被池化吗？
|answer = 仅字面量和显式调用`intern()`的字符串会池化，运行时创建的字符串（如`substring()`结果）默认不入池。
}}

== 总结 ==
* '''优先使用字面量'''：自动利用字符串池
* '''谨慎使用`intern()`'''：适合重复率高的场景
* '''避免构造器创建'''：除非确需独立对象
* '''注意不可变性'''：任何修改都会产生新对象

通过合理利用字符串池，可显著提升Kotlin程序的内存效率，特别是在处理文本密集型应用时。

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