Java 編譯器對 String 常量表達式的優化深度解析：為什麼 "a" + "b" == "ab" 是 true？

經典面試題：這段代碼輸出什麼？

String a = "ab";
String b = "a" + "b";
System.out.println(a == b); // true or false?

這道題常見的四種答案及其背後的思維軌跡：

1. true（新手視角）：認為內容相同即相等，忽略了 == 比較的是引用。
2. false（進階視角）：知道 == 比較引用，以為 "a" + "b" 會在運行期創建新對象。
3. true（高手視角）：知曉字符串常量池，認為 b 會從池中獲取已存在的 "ab"。
4. true（真相視角）：編譯期優化 + 常量池機制。編譯器將 "a" + "b" 識別為常量表達式，編譯時直接優化為 "ab"，問題退化為 String b = "ab"。

鐵證如山：Class 文件不會撒謊

編譯兩個類文件並用二進制編輯器對比：

// 版本 1
private String a = "aa";
// 版本 2
private String a = "a" + "a";

生成的 .class 文件完全一致，連一個字節都不差。證明運行期根本不存在 "a" + "a" 的拼接操作。

哪些情況會被視為常量表達式？

• 字面量拼接："a" + "b"、 "a" + 1、 "a" + true、 "a" + 3.4 → 全部編譯期優化，== 比較為 true。
• 變量參與：String bb = "b"; "a" + bb → bb 非常量，無法優化，結果 false。
• final 修飾的變量：final String bb = "b"; "a" + bb → 編譯器識別為常量，優化為 true。
• final 但值來自方法調用：final String bb = getBB(); → 無法優化，結果 false。