As cordas são imutáveis ​​em muitas linguagens de programação como Java, Python, JavaScript (geralmente) e C# por várias razões, principalmente relacionadas ao desempenho, segurança e simplificação da simultaneidade. Aqui está um colapso das principais vantagens:

1. Desempenho e eficiência da memória:

* cache e internação: Cordas imutáveis ​​podem ser armazenadas em cache com segurança. Muitos idiomas usam uma técnica chamada "String Interning", onde apenas uma cópia de uma string com um valor específica é armazenada na memória. Se você criar uma nova string com o mesmo valor que uma string internada existente, o idioma simplesmente aponta para a string existente na memória em vez de alocar a nova memória. Isso reduz dramaticamente o consumo de memória, especialmente ao lidar com muitas cordas repetidas. Strings mutáveis ​​não podem ser internados com segurança porque seu valor pode mudar, quebrando o compartilhamento.

* Operações de string otimizadas: Como a string é garantida para não mudar, os compiladores e os ambientes de tempo de execução podem fazer otimizações para operações de string. Eles podem evitar cópias desnecessárias ou programação defensiva. Por exemplo, se uma função receber uma string como entrada, ela não precisará criar uma cópia da string para proteger contra a modificação, porque a string original é garantida para não alterar.

* hash: Strings imutáveis ​​podem ter seus códigos de hash calculados e armazenados uma vez. Isso é especialmente benéfico quando usado como chaves nas tabelas de hash (dicionários). O código de hash não precisa ser recalculado se a string for imutável, levando a pesquisas mais rápidas.

2. Segurança:

* evita modificação não intencional: A imutabilidade impede a modificação acidental ou maliciosa das cordas passadas como argumentos para funções ou armazenadas em estruturas de dados. Isso é particularmente importante em contextos sensíveis à segurança. Por exemplo:
* Se uma string que representa um nome de usuário for passada para uma função de autenticação, a imutabilidade garantirá que o nome de usuário não possa ser alterado durante o processo de autenticação.
* Se uma string for usada como um nome de arquivo, a imutabilidade impede que ela seja alterada para um nome de arquivo diferente e potencialmente prejudicial após a abertura do arquivo.

* Reduz bugs: A imutabilidade elimina uma classe inteira de bugs relacionados a efeitos colaterais não intencionais. É muito mais fácil raciocinar sobre o código quando você sabe que um valor de string passado para uma função não será alterado por essa função.

3. Segurança de simultaneidade e thread:

* Simplifica a programação simultânea: Objetos imutáveis ​​são inerentemente seguros. Vários threads podem acessar e usar a mesma corda imutável sem necessidade de bloqueios ou sincronização. Isso simplifica significativamente a programação simultânea, pois você não precisa se preocupar com condições de corrida ou corrupção de dados quando vários threads estão acessando a string. Isso é crucial para aplicações modernas que geralmente usam multi-threading para desempenho.

4. Simplicidade e previsibilidade:

* mais fácil de raciocinar sobre o código: As estruturas de dados imutáveis ​​facilitam a compreensão e a depuração do código, porque você pode ter certeza de que o estado deles não mudará inesperadamente. Isso facilita a razão sobre o fluxo de dados em seu programa e identificar possíveis problemas.

Exemplo (ilustrativo):

Imagine uma linguagem em que as cordas eram mutáveis.

`` `Python
def modify_string (s):
s [0] ='x' # Tentativa de modificar a string (não permitida no python)

my_string ="Olá"
modify_string (my_string)
Imprimir (my_string) # o que aconteceria?
`` `

Se as cadeias fossem mutáveis, a função `modify_string` poderia potencialmente alterar a variável original` my_string`. Isso dificulta a previsão do comportamento do programa. Com a imutabilidade, a função provavelmente precisaria criar um * novo objeto * string com a modificação, deixando o original intocado.

Alternativas e trade-offs:

Embora a imutabilidade ofereça muitos benefícios, também existem situações em que as cordas mutáveis ​​podem parecer mais convenientes (por exemplo, construir uma corda longa de forma incremental). No entanto, os benefícios da imutabilidade geralmente superam o potencial inconveniente. Quando você precisa criar uma string incrementalmente, normalmente usa um `stringbuilder` (em java e c#) ou uma lista de strings (em python) que são * mutáveis ​​* e otimizadas para concatenação de string. Em seguida, você converte o resultado em uma corda imutável quando terminar.

em resumo:

A imutabilidade da string é uma opção de design que prioriza o desempenho, a segurança, a segurança de threads e a previsibilidade. Embora possa exigir abordagens ligeiramente diferentes para certas tarefas de manipulação de string, os benefícios gerais em termos de qualidade e confiabilidade do código são significativos.