String拼接出现null？你看到的分析可是错的

Posted 2021-05-18 程序新视界

前言

String类型真是个神奇的存在，动不动就会出现一些迷惑人的错误。今天看到一篇文中提到当String的值为null时，进行字符串相加拼接，会出现把null当做字符串拼接的现象。

比如下面这段代码：

String s = null;
s = s + "hello";
System.out.println(s + " world");

你预期的结果可能是“hello world”，但实际的结果是“nullhello world”，神奇吧。

其实这倒没什么，实践一下就可以看到结果。但当你好奇心作祟，在网上搜为什么时，你看到的答案可能是错的。

我在搜索时，看到访问量上万的文章给出的解释竟然错误的。为了排除一些误导，特意为大家分析一下原因。

错误的原因分析

如果对上述问题进行搜索，你可能看到的答案是：

s + " world" 等价于 s = String.valueOf(s)+"word";

然后附带valueOf方法：

public static String valueOf(Object obj) {
　　return (obj == null) ? "null" : obj.toString();
}

你信了吗？如果信了可能真的就错了。下面我们就来分析分析为什么错了。

Java编译器的优化

我们知道，当我们写下面的代码时Java编译器会为我们做一些优化：

String a = "Hello ";
String b = "World";
System.out.println(a + b);

如何优化的？上面这段代码经过编译器优化之后，等价于：

StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("Hello ");
sb.append("World");
String result = sb.toString();
System.out.println(result);

也就是说，加号操作会被优化基于StringBuilder的操作，而并不是上面提到的String.valueOf操作。

那么，上面为null的情况也就等价于下面的操作了：

StringBuilder sb = new StringBuilder(null);
sb.append("hello");
sb.append(" world");
String result = sb.toString();
System.out.println(result);

此时，我们再看一下StringBuilder(null)这个构造方法的底层实现，最终调到它的父类AbstractStringBuilder中的append方法：

public AbstractStringBuilder append(String str) {
    if (str == null)
        return appendNull();
    int len = str.length();
    ensureCapacityInternal(count + len);
    str.getChars(0, len, value, count);
    count += len;
    return this;
}

对应的appendNull方法实现为：

private AbstractStringBuilder appendNull() {
    int c = count;
    ensureCapacityInternal(c + 4);
    final char[] value = this.value;
    value[c++] = 'n';
    value[c++] = 'u';
    value[c++] = 'l';
    value[c++] = 'l';
    count = c;
    return this;
}

在appendNull方法中就是将null当做字符串“null”来处理了。这也就是为什么会在拼接中出现null的原因。

字节码追踪

针对上述示例，如果你想看编译器是如何处理的，可以通过javap -c 命令来查看对应字节码：

通过字节码可以看出，基本上与上面的分析的一致。所以说，尽信书不如无书。

拓展问题

解决了上述问题，再来看看，如果我们单纯的就打印null是怎么输出的？

String s = null;
System.out.println(s);

执行上述程序，控制台打印null，这个null是哪儿来的呢？直接看println的底层实现：

public void print(String s) {
    if (s == null) {
        s = "null";
    }
    write(s);
}

最终调用到了print方法，如果为null，则打印null字符串。

支持，还没有出现最初的valueOf方法，那么valueOf方法在什么场景下会用到呢？在对象为Object类型时：

Object s = null;
String s1 = String.valueOf(s);
System.out.println(s1);

也就是说在明确调用valueOf方法时，此时s1的值直接是null字符串。

再拓展一下，针对一些基础类型的包装类，比如Integer、Double等：

Integer i = null;
System.out.println(i);

上述代码的处理又不太一样，println方法实现如下：

public void println(Object x) {
    String s = String.valueOf(x);
    synchronized (this) {
        print(s);
        newLine();
    }
}

也就是说先对对应的Object对象调用valueOf，回到上面的示例，如果Object为null，该方法返回null字符串，后续打印机直接为null。

小结

字符串拼接是很常见的问题，一不小心会出现将null给拼接上的情况。而这状况的出现又牵扯到Java编译器的优化，是不是很有意思？而且正如最开始所述，当我们在网络上搜索资料时也要辨证的去看待答案的准确性。

面试系列

• 《面试题：聊聊TCP的粘包、拆包以及解决方案》
• 《面试题：重写equals方法为什么通常会重写hashcode方法？》
• 《面试官：如何找出字符串中无重复最长子串？》
• 《还不懂Java的泛型？只用这一篇文章，保证你面试对答如流》
• 《面试题：将字符串反转的8种方法，你能想到几种？》

---

程序新视界
公众号“ 程序新视界”，一个让你软实力、硬技术同步提升的平台，提供海量资料