1つの長い文字列が多くの小さな文字列よりも多くのスペースを必要とするのはなぜですか？
文字列の配列として実装されたDFAのコードを次に示します。
public class StringArray
{
private static final String[] stringArray = {
"\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0",
"\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1",
"\2\2\2\2\2\2\2\2\2\2\2\2\2\2\2\2\2\2\2\2\2\2\2\2\2\2\2\2\2\2\2\2\2\0\0\0\0\30\0\31\22\23\26\24\0\25\15\27\5\4\4\4\4\4\4\4\4\4\0\0\0\0\0\0\0\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\0\0\0\0\3\0\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\0\0\0\0\0",
"\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\1\1\1\1\1\1\1\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\1\1\1\1\3\1\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\3\1\1\1\1\1",
"\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\14\1\4\4\4\4\4\4\4\4\4\4\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\17\16\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\17\16\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1",
"\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\14\1\12\12\12\12\12\12\12\12\13\13\1\1\1\1\1\1\1\1\10\1\1\17\16\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\6\1\1\1\1\1\1\1\1\1\10\1\1\17\16\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\6\1\1\1\1\1\1\1",
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"\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\11\11\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1",
"\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\14\1\12\12\12\12\12\12\12\12\13\13\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\17\16\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\17\16\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1",
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"\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1",
"\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1",
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};
}
文字列配列の代わりに1つの長い文字列を使用することで、スペースを節約できると思いました。
public class LongString
{
private static final String longString =
"\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0"
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+ "\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1"
+ "\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1"
+ "\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\60\60\60\60\60\60\60\60\60\60\0\0\0\0\0\0\0\60\60\60\60\60\60\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\60\60\60\60\60\60\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0"
+ "\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\61\61\61\61\61\61\61\61\61\61\0\0\0\0\0\0\0\61\61\61\61\61\61\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\61\61\61\61\61\61\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0"
+ "\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\62\62\62\62\62\62\62\62\62\62\0\0\0\0\0\0\0\62\62\62\62\62\62\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\62\62\62\62\62\62\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0"
+ "\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\63\63\63\63\63\63\63\63\63\63\0\0\0\0\0\0\0\63\63\63\63\63\63\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\63\63\63\63\63\63\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0"
+ "\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\64\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0"
+ "\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1\1";
}
結局のところ、私は間違っていました。 Eclipse Keplerは、次のクラスファイルを生成します。
8516 Nov 28 22:42 StringArray.class
10005 Nov 28 22:42 LongString.class
なぜ2番目のクラスが最初のクラスよりもさらに大きいのですか？非常に長い文字列には、私が気付いていないスペースペナルティが発生しますか？
8月の回答を拡張するために、これがどのようにコンパイルされ、何がバイナリレベルでスペースを占めるのかを正確に説明する必要があると考えました。
簡単にするために、次の例を短い文字列で使用します。重要な部分は、いくつかの重複する文字列があることです。
public class StringArray
{
private static final String[] stringArray = {
"AAA",
"AAB",
"AAA",
"AAC",
"AAA"
};
}
public class LongString
{
private static final String longString =
"AAA"
+ "AAB"
+ "AAA"
+ "AAC"
+ "AAA"
;
}
このコードをコンパイルするときに理解すべき3つの重要なことがあります。
- 定数文字列の連結はコンパイル時に行われます。実際、これは定数式のコンパイル時の単純化の特殊なケースです。定数式と見なされるものの正確なルールは、Java言語仕様にあります。
- 配列中括弧の初期化子はシンタックスシュガーです。このコードは、配列を作成して要素を1つずつ割り当てるのと同じです。 （これはJavaバイトコードに固有であることに注意してください。Dalvik（つまりAndroid）には、配列の初期化のための特別な省略形の命令があります）
- インライン初期化子はシンタックスシュガーです。このコードは、静的初期化メソッドでフィールドを手動で初期化するのと同じです。
編集：定数式インラインに初期化された静的最終フィールドの特殊なケースでは、フィールドは静的初期化子ではなくConstantValue属性を使用して初期化され、すべての使用がインライン化されます。したがって、LongStringの場合、＃3は実際には異なるバイトコードになりますが、文字列の定数プールエントリは同じであるため、文字列が占めるファイルサイズは変わりません。
それらを組み合わせると、上記のコードは次のコードと同等になります。
public class StringArray {
private static final String[] stringArray;
static {
String[] temp = new String[5];
temp[0] = "AAA";
temp[1] = "AAB";
temp[2] = "AAA";
temp[3] = "AAC";
temp[4] = "AAA";
stringArray = temp;
}
}
public class LongString {
private static final String longString;
static {
longString = "AAAAABAAAAACAAA";
}
}
現在、この脱糖されたコードは、配列の例で重複する文字列を複数回表示しています。クラスファイルサイズの動作を理解するには、それが何にコンパイルされるかを理解する必要があります。
定数文字列にアクセスすると、バイトコードには定数ロード命令（ldcまたはldc_w）、これは1バイトのオペコードとそれに続くクラスの定数プールへのインデックスです。定数プールは、定数のリストが格納されているクラスファイルの個別のセクションです。明らかに、コンパイラは各定数を1回だけ格納します。
したがって、StringArrayのバイトコードは次のようになります（ここでは関係のないいくつかの詳細を削除します）。定数プールに格納されている一意の文字列は3つだけであることに注意してください。 （実際には、クラスファイルの他の部分に関連する定数プールエントリがもっとたくさんありますが、ここでは重要ではありません）。
.class super StringArray
.field static final private stringArray [Ljava/lang/String;
.const [1] = String 'AAA'
.const [2] = String 'AAB'
.const [3] = String 'AAC'
.method static <clinit> : ()V
iconst_5
anewarray Java/lang/String
astore_0
aload_0
iconst_0
ldc [1]
aastore
aload_0
iconst_1
ldc [2]
aastore
aload_0
iconst_2
ldc [1]
aastore
aload_0
iconst_3
ldc [3]
aastore
aload_0
iconst_4
ldc [1]
aastore
aload_0
putstatic StringArray stringArray [Ljava/lang/String;
return
.end method
LongStringは次のようになりますが
.class super LongString
.field static final private longString Ljava/lang/String;
.const [1] = String 'AAAAABAAAAACAAA'
.method static <clinit> : ()V
ldc [1]
putstatic LongString longString Ljava/lang/String;
return
.end method
したがって、最初のバージョンでは、重複する文字列を1回だけ保存できますが、2番目のバージョンでは、文字列全体を保存する必要があります。それで、最初のバージョンは常により良いですか？そんなに早くない。重複した文字列を格納しないという利点がありますが、お気づきかもしれませんが、配列の初期化には要素ごとに大きなオーバーヘッドがあります。どちらが良いかは、文字列の長さと重複の数によって異なります。
P.S.バイナリレベルでは、定数文字列は変更されたUTF8エンコーディングでエンコードされます。結果として、文字1〜127はそれぞれ1バイトですが、ヌル文字は2バイトです。したがって、すべてをオフセットすることでスペースを節約できます1。
配列（StringArrayクラス）に18の重複する文字列があります。各配列エントリは個別の文字列リテラルであるため、unique文字列の定数プールエントリのみが存在します。ただし、2番目の例（LongStringクラス）では、すべての複製が保持され、コンパイル時に連結されます。
文字列のサイズが原因で、投稿したクラスファイルを確認するのは少し難しいです。短いバージョンを使用しましたが、それでも同じ概念があります。
public class LongString
{
private static final String longString =
"a" + "a" + "a" + "a" + "a" + "a" + "a" + "a" + "b";
}
public class StringArray
{
private static final String[] stringArray = {
"a", "a", "a", "a", "a", "a", "a", "a",
"b"
};
}
クラスファイルを開くとLongString.class、文字列全体を見ることができます：
しかし、クラスファイルを見るとStringArray.class、重複が削除されました：
aとbの間のスペースは01 00 01、これは CONSTANT_Utf8_info 長さのエントリ1。
あなたの場合、文字列を再利用すると2,304文字節約できます。