java 字符串拼接的原则_为什么要使用StringBuilder和StringBuffer拼接字符串？

傷城~ 2022-10-23 00:53 193阅读 0赞

为什么要使用StringBuilder和StringBuffer拼接字符串？

大家在开发中一定有一个原则是”利用StringBuilder和StringBuffer拼接字符串”，但是为什么呢？用一段代码来分析一下：

public class StringTest \{

public void testStringPlus() \{

String str = "111";

str += "222";

str += "333";

System.out.println(str);

这段代码，我们找到编译后的StringTest.class文件，使用”javap -verbose StringTest”或者”javap -c StringTest”都可以，反编译一下class获取到对应的字节码：

public void testStringPlus();

Code:

0: ldc           \#17                 // String 111

2: astore\_1

3: new           \#19                 // class java/lang/StringBuilder

6: dup

7: aload\_1

8: invokestatic  \#21                 // Method java/lang/String.valueOf:(Ljava/lang/Object;)L

java/lang/String;

11: invokespecial \#27                 // Method java/lang/StringBuilder."":(Ljava/lang/S

tring;)V

14: ldc           \#30                 // String 222

16: invokevirtual \#32                 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/Str

ing;)Ljava/lang/StringBuilder;

19: invokevirtual \#36                 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/

String;

22: astore\_1

23: new           \#19                 // class java/lang/StringBuilder

26: dup

27: aload\_1

28: invokestatic  \#21                 // Method java/lang/String.valueOf:(Ljava/lang/Object;)L

java/lang/String;

31: invokespecial \#27                 // Method java/lang/StringBuilder."":(Ljava/lang/S

tring;)V

34: ldc           \#40                 // String 333

36: invokevirtual \#32                 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/Str

ing;)Ljava/lang/StringBuilder;

39: invokevirtual \#36                 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/

String;

42: astore\_1

43: getstatic     \#42                 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;

46: aload\_1

47: invokevirtual \#48                 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String

;)V

50: return

这段字节码不用看得很懂，大致上能明白就好，意思很明显：编译器每次碰到”+”的时候，会new一个StringBuilder出来，接着调用append方法，在调用toString方法，生成新字符串。

那么，这意味着，如果代码中有很多的”+”，就会每个”+”生成一次StringBuilder，这种方式对内存是一种浪费，效率很不好。

在Java中还有一种拼接字符串的方式，就是String的concat方法，其实这种方式拼接字符串也不是很好，具体原因看一下concat方法的实现：

public String concat(String str) \{

int otherLen = str.length();

if (otherLen == 0) \{

return this;

int len = value.length;

char buf\[\] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen);

str.getChars(buf, len);

return new String(buf, true);

意思就是通过两次字符串的拷贝，产生一个新的字符数组buf\[\]，再根据字符数组buf\[\]，new一个新的String对象出来，这意味着concat方法调用N次，将发生N\*2次数组拷贝以及new出N个String对象，无论对于时间还是空间都是一种浪费。

根据上面的解读，由于”+”拼接字符串与String的concat方法拼接字符串的低效，我们才需要使用StringBuilder和StringBuffer来拼接字符串。以StringBuilder为例：

public class TestMain

public static void main(String\[\] args)

StringBuilder sb = new StringBuilder("111");

sb.append("222");

sb.append("111");

sb.append("444");

System.out.println(sb.toString());

StringBuffer和StringBuilder原理一样，无非是在底层维护了一个char数组，每次append的时候就往char数组里面放字符而已，在最终sb.toString()的时候，用一个new String()方法把char数组里面的内容都转成String，这样，整个过程中只产生了一个StringBuilder对象与一个String对象，非常节省空间。StringBuilder唯一的性能损耗点在于char数组不够的时候需要进行扩容，扩容需要进行数组拷贝，一定程度上降低了效率。

StringBuffer和StringBuilder用法一模一样，唯一的区别只是StringBuffer是线程安全的，它对所有方法都做了同步，StringBuilder是线程非安全的，所以在不涉及线程安全的场景，比如方法内部，尽量使用StringBuilder，避免同步带来的消耗。

另外，StringBuffer和StringBuilder还有一个优化点，上面说了，扩容的时候有性能上的损耗，那么如果可以估计到要拼接的字符串的长度的话，尽量利用构造函数指定他们的长度。

真的不能用”+”拼接字符串？

虽然说不要用”+”拼接字符串，因为会产生大量的无用StringBuilder对象，但也不是不可以，比如可以使用以下的方式：

public class TestMain

public static void main(String\[\] args)

String str = "111" + "222" + "333" + "444";

System.out.println(str);

就这种连续+的情况，实际上编译的时候JVM会只产生一个StringBuilder并连续append等号后面的字符串。

不过上面的例子要注意一点，因为”111″、”222″、”333″、”444″都是编译期间即可得知的常量，因为第5行的代码JVM在编译的时候并不会生成一个StringBuilder而是直接生成字符串”111222333444″。

但是这么写得很少，主要原因有两点：

1、例子比较简单，但实际上大量的“+”会导致代码的可读性非常差；