なぜStringの値を変更しても他の変数に影響しないのか？

1. はじめに

JavaのString型において、ある変数を別の変数に代入した後、元の変数の値を変更しても影響しないのはなぜでしょうか？
この記事では、Stringが不変オブジェクトとして設計されている理由と、代入時の挙動をわかりやすく解説します。

Sample.java

public class Sample {
    public static void main(String[] args) {
        String st1 = "Hello!";
        String st2 = st1;

        st1 = "Java";

        System.out.println(st1); // Java
        System.out.println(st2); // Hello! ← 参照型なのに影響されないのはなぜ？
    }
}

2. 結論

冒頭でもさらっと記載しましたが、
JavaのStringは不変オブジェクト（Immutable Object）として設計されているため、ある変数を別の変数に代入した後に値を変更しても、他の変数に影響を与えることはありません。

ピンときませんね。
順を追って説明します。

3. 不変オブジェクトとは

不変オブジェクトには以下のような特性があります。

• 一度作成された文字列は変更できない。
• 新しい値が代入されると、新しいオブジェクトが作成され、既存のオブジェクトには影響がない。

3.1. 具体例で理解するStringの代入と参照

• 参照の挙動

Sample.java

public class Sample {
    public static void main(String[] args) {
        String st1 = "Hello!";
        String st2 = st1;        // -- ポイント1

        st1 = "Java";            // -- ポイント2

        System.out.println(st1); // Java
        System.out.println(st2); // Hello!
    }
}

• メモリ上の挙動
  • ポイント1
    初期状態：st1とst2は同じ文字列（"Hello!"）を参照している。
  • ポイント2
    st1 = "Java";を実行した際に、新しい文字列オブジェクト（"Java"）が作成される。

• イメージ図
  
  
  

4. なぜStringは不変オブジェクトなのか？

• セキュリティの理由
  • パスワードやURLなどの重要データを変更できないことで、安全性が向上。
• スレッドセーフの理由
  • マルチスレッド環境で文字列が共有されても、状態を変更される心配がない。
• パフォーマンスの理由
  • 文字列プールによるメモリ効率の向上。

5. Stringと他の可変オブジェクトの違い

• 可変オブジェクトの例
  • ArrayList や StringBuilder は可変（Mutable）オブジェクト。
  • これらでは、値を変更することで同じ参照に影響を与える。

• 参照の挙動

SampleArrayList.java

public class SampleArrayList {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>();
        list1.add("Hello");
        
        ArrayList<String> list2 = list1;
        list1.add("World");
        
        System.out.println(list1); // [Hello, World]
        System.out.println(list2); // [Hello, World] ← list1を編集したがlist2にも影響あり
    }
}

• 解説
  • list1とlist2は同じArrayListオブジェクトを参照しています。
  • list1.add("World")でリストに新しい要素を追加すると、list2にもその変更が反映されます。

SampleStringBuilder.java

public class SampleStringBuilder {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder sb1 = new StringBuilder("Hello");
        StringBuilder sb2 = sb1;
        sb1.append(" World");
        
        System.out.println(sb1); // "Hello World"
        System.out.println(sb2); // "Hello World" ← sb1を編集したがsb2にも影響あり
    }
}

• 解説
  • sb1とsb2は同じStringBuilderオブジェクトを参照しています。
  • sb1.append()で値を変更すると、sb2にもその変更が反映されます。

6. まとめ

• Stringは不変オブジェクトであり、新しい値の代入は新しいオブジェクトを作成する。
• この特性により、安全で効率的な文字列操作が可能になる。
• 一方、ArrayListやStringBuilderは可変なので、内容を直接変更することで同じオブジェクトに影響を与える。