大家好,这里是K字的研究.
今天呢, 我们再来一次编程挑战,做一个小题目.
编程挑战
据朋友F哥说, 是他去某个知名互联网大厂的笔试题.
String s = new String("abc”);
// 在这中间可以添加N行代码，但必须确认s引用的指向不变,将输出变成abcd
System.out.println(s);
我也来挑战一下试试, 看看我能不能做出来.
考点分析
首先,确定这道题考什么.
Java的String类型, 是一个引用类型. 但是, 他是一个不可变类型.一旦初始化以后,只能换一个新的.不可能用原来的引用指向新的字符串.
挑战不可能, 就是这个题的考点.
然而, 众所周知, Java String的实现方式, 是内置了一个数组 char[] value.
如果我们能够把内部数组改掉, 是不是就可以做到了.
public final class String {
/** The value is used for character storage. */
private final char value[];
}
然而, 这个数组是一个private+final值.
就算private可以用反射突破,final值是不是不变的吗, 能改吗?
我们来试一下.
反射解法
### code
String s = new String("abc");
Field value = String.class.getDeclaredField("value");
value.setAccessible(true);
value.set(s,new char[]{'a','b','c','d'});
System.out.println(s);
### output
abcd
这就完了? 为什么final值可以改啊.
这个其实就要说到java的编译了.
在java里,编译,指的是从源码.java文件生成字节码.class文件
翻查java语言标准JLS8.3.1.2 final Fields可以发现, final进行重复赋值,是由编译器检查的.
编译器如果发现你对一个final值进行了多次赋值,不好意思,会扔出来一个编译时错误(compile-time error).
但是在生成字节之后,不好意思, 如果用反射对他进行赋值,无论如何,是不会产生一个编译错误的.
所以, 我们的反射修改final属性是可以的
so, 我们这就挑战成功了??
太乏味了吧.
这么大厂, 就考个反射?? 直觉告诉我,不可能!
再探考题
又读了几次题目以后, 突然发现了一个不寻常之处.
为什么,题目第一句要用 new String("abc"),而不是 String s = "abc";.
这个地方不对啊,为什么?
看到这一点, 也就真正了解了大厂出题人的精妙.
这题,乍看上去, 是在考反射.但是, 这里的写法, 其实指向了另一个思维陷阱.
留下了另一个解决方案.
谁告诉你, 这个String是java.lang.String的?
想到这点, 不禁为出题人的拍案叫绝.并写下了新的答案.
我们需要在测试类旁边,放一个名叫String的类.
public class String {
private final java.lang.String value;
public String(java.lang.String s) {
this.value = "abcd";
}
@Override
public java.lang.String toString() {
return value;
}
}
//### output
abcd
为什么说出题人精妙呢? 请看下图.
如果题目的出法,写成 String s="abc",那么在换掉类以后,这句其实是不难通过编译的.
这题的考点, 同时还可以是package访问控制.
java里用到不同包里的类,都需要import进来. 然而,参考JSL7.5 Package部分 , 可以知道: 编译时期, 一个类可以访问到他自己包里的类, 还有java.lang下面的类.
Code in a compilation unit automatically has access to all classes and interfaces declared in its package and also automatically imports all of the public classes and interfaces declared in the predefined package java.lang.
然而当自己包里的类跟java.lang下面的类同名时候, 会遮蔽掉他.
挑战成功!但是挑战还没有结束.
继续挑战
既然出题人别出心裁设计了这么精妙的题目. 第一句的写法上,都有考点. 那么, 会不会还有别的解法?
我把罪恶试探的目光,伸向了第二句.
俄国大作家,契诃夫曾经有一个理论:
一旦作家笔下的房间里出现了一杆猎枪，那么最终这杆猎枪就必须打响，否则，有关猎枪的描写就是完全多余的
原来如此.
System.out.println(s)
这,应该, 也是一个考点.
众所周知, 操作系统有3个标准流: 输入,输出,错误.java把他们绑定到了System类上:
所以, 我们只要能够伪造一个标准输出流, 输出什么,不就全看我们心意吗?
String s = new String("abc");
final PrintStream oldout = System.out;
System.setOut(new PrintStream(new OutputStream() {
public void write(int b) {
oldout.write(b);
if (b == 'c') oldout.write('d');
}
})
);
System.out.println(s);
挑战成功!
挑战总结
这真是一个非常优秀的笔试题. 精妙的题目设计, 使得可以通一道题目,考察许多java知识点.不愧为一线大厂出的啊.
考点总结
- java.lang.String类的实现方式是
char[] - 反射可以在运行时修改String内部的
private值 final属性,在运行时候(runtime)是可以改的.
另外, 这个题目的解法, 是有jdk版本限制的, java9以后, 字符串的实现变了,这其实也是一个考点.不过,篇幅有限,我就不写了. 留给朋友们来处理吧.
我是jkl.一个因为发现自己公众号有留言功能而开始写东西的程序员.
这道题应该还有更多更有趣的解法,我没有发现.如果您看到了什么好玩的解法,请您一定留言告诉我.
References
[1] JLS8.3.1.2 final Fields: https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se16/html/jls-8.html#jls-8.3.1.2
[2] JSL7.5 Package部分: https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se16/html/jls-7.html#jls-7.5
