JavaString、StringBuilder、StringBuffer總結，stringbuilder

JavaString、StringBuilder、StringBuffer總結，stringbuilder

背景：

       最近項目中需要用到伺服器模板和字串拼接技術。伺服器模板技術很多，JSP、Velocity、JDynamiTe等很多。字串拼接技術在Java中更簡單，StringBuilder、StringBuffer和重載的字串“+”操作。但是實際開發中，發現自己平時對Java的字串拼接的細節處理真的很差。

 

基礎：

       字串操作主要問題在效率上，包括如下兩點：

       （1）拼接效率。

       （2）尋找、回溯效率。

       凡是瞭解Java的都知道下面3點，而且這肯定是Java面試時必考的。

       （1）StringBuilder是安全執行緒的；

       （2）StringBuffer是線程不安全的；

       （3）Java的String是final的，而且Java的String對象是放在字串常量池的。

 

       其實在這之前，我對這幾點也只是“知其然而不知其所以然”，因為懶惰的關係，這三個類的源碼也沒看過，今天終於有時間看了下，順便總結下。

 

繼承體系

       這個三個類的繼承體系如下：

 

       （1）他們都實現了CharSequence介面，而且都是可以被序列化、被比較大小的。

       （2）閱讀它們的源碼可以知道，他們在管理字串時，都使用的char數組。其實字串本身就是一種資料結構，和Stack、Queue一樣，只是String資料結構太常見了，才導致我們已經不把它當成一種資料結構了。

       （3）StringBuilder和StringBuffer有一個共同的抽象父類AbstractStringBuilder，凡是對StringBuilder的方法調用，在StringBuilder內部都是調用的super方法，StringBuffer也一樣，只不過StringBuffer在自己的方法上加上了synchronized關鍵字。

 

append方法

       我們對StringBuilder和StringBuffer調用最多的應該就是append方法了，append方法有很多重載方法，這些重載方法的實現思路都是一樣的，首先把傳入的參數轉換為char數組，然後把char數組和自己本身的數組進行合并，至於合并演算法就很簡單了（不過可以注意下合并後char數組的長度）。

       不同類型的參數轉換為char數組的方式略有不同，Object類型調用String的靜態方法valueOf，基本類型的除了char和boolean外，都是調用的他們類型本身的getChars靜態方法。char添加比其他類型略快，不用調用getChars方法，boolean則直接添加一個[‘t’,’r’,’u’,’e’]或者[‘f’,’a’,’l’,’s’,’e’]字元數組。

       所以從上面可以看出，調用append方法的時候如果可以直接append一個char或者char數組是最好的。

 

String

       接著說下String，我們都知道JVM本身是對String對象有過最佳化的，而且實現了對String的操作符（+）的重載。JVM把String對象都放在常量池中，每次new對象的時候，都先去檢查常量池存不存在一個相同的字串序列，如果存在序列相同的就返回這個對象，如果不存在則建立一個新的。

       有一個不負責任的笼統說法：JVM對String + 的重載其實是在編譯階段把+ 翻譯成了StringBuilder（JDK 1.4前是StringBuffer）。

比如：

String s = “a”;String m = s + “a” + “d”;

編譯後就是：

String s =”a”;String m = (new StringBuilder(s)).append(“a”).append(“d”).toString();

       所以，根據這個規律我們在for迴圈中使用+操作效率是比較低的。

       當然上面的情況是有特例的，畢竟Java編譯機制不會這麼簡單，比如當Java編譯器在編譯時間能確定字串的值時就不會遵循上面的編譯規則。

String s= “a”;String m = “s” + “x” + “e”;

       這個時候m的值可以被確定，因為沒有變數參與運算，就可以直接賦值為sxe字串對象。

 

總結：

       在構造StringBuilder的時候能確定序列長度，最好指定序列長度，這樣能減少append時的數組copy。

       在使用StringBuilder的時候如果可以盡量使用append字元的方式，如：append(‘a’)比append(“a”)要好，而且不會產生字串a的對象。但是也不要特意這樣，比如append(‘a’).append(‘b’).append(‘c’)替代append(“abc”)，那就有點畫蛇添足了。

       其次，在append的參數中少用字串+操作，如果大量的使用字串+操作有的時候會失去使用StringBuilder的意義。比如

       append(“a”+s+”d”);

應該拆分為

       append(‘a’).append(s).append(‘d’);

       這樣在大量迴圈中，能幫我們提高效率。

       最後，關於字串的尋找和回溯操作，如果可以，我們可以直接使用索引的方式去截取字串也就是操作String類的API，這比在Java中使用Regex要好很多。