字串相加。string + (原作者： 火龍果)

字串相加。string + (原作者： 火龍果) 為了加深理解，我們可以來做幾個小實驗。

javac Test 編譯檔案
javap -c Test 查看虛擬機器指令

實驗一：純字串

Java code

public class Test {    public static void main(String args[]) {        String str = "a";    }}

  // 將字串 a 存入常數池
  0: ldc #2; //String a
  // 將引用存放到 1 號局部變數中
  2: astore_1
  3: return

實驗二：純字串相加

Java code

public class Test {    public static void main(String args[]) {        String str = "a" + "b";    }}

  // 將字串 ab 壓入常數池
  0: ldc #2; //String ab
  2: astore_1
  3: return

實驗二可以很明顯地看出，編譯器在編譯時間產生的位元組碼已經將 "a" + "b" 最佳化成了 "ab"，
同理多個字串的相加也會被最佳化處理，需要注意的是字串常量相加。

實驗三：字串與自動提升常量相加

Java code

public class Test {    public static void main(String args[]) {        String str = "a" + (1 + 2);    }}

  // 將字串 a3 壓入常數池
  0: ldc #2; //String a3
  2: astore_1
  3: return

通過虛擬機器指令可以看出，1 + 2 自動提升後的常量與字串常量，虛擬機器也會對其進行最佳化。

實驗二、實驗三結論：常量間的相加並不會引起效率問題

實驗四：字串與變數相加

Java code

public class Test {    public static void main(String args[]) {        String s = "b";        String str = "a" + s;    }}

  // 將字串 b 壓入常數池
  0: ldc #2; //String b
  // 將引用存放到 1 號局部變數中
  2: astore_1
  // 檢查到非常量的相加，這時建立 StringBuilder 對象
  3: new #3; //class java/lang/StringBuilder
  // 從棧中複製出資料，即把字串 b 複製出來      //b 不是在常數池裡面嗎，這裡的棧是指常數池了的棧嗎？ 還有複製出來，指的是複製到哪裡？？
  6: dup
  // 調用 StringBuilder 的初始構造
  7: invokespecial #4; //Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
  // 將字串 a 壓入常數池
  10: ldc #5; //String a
  // 調用 StringBuilder 的 append 方法，把字串 a 添加進去
  12: invokevirtual #6; //Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
  // 從 1 號局部變數中載入資料引用
  15: aload_1
  // 調用 StringBuilder 的 append 方法，把字串 b 添加進去
  16: invokevirtual #6; //Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
  // 調用 StringBuilder 的 toString 方法
  19: invokevirtual #7; //Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
  // 將 toString 的結果儲存至 2 號局部變數
  22: astore_2
  23: return

實驗四可以看出，非常量字會串相加時，由於相加的變數中存放的是字串的地址引用，
因為在編譯時間無法確切地知道其他具體的值，也就沒有辦法對其進行最佳化處理，這時為了
達到串連的效果，其內部採用了 StringBuilder 的機制進行處理（JDK 5 中新增的，我
這裡沒有 JDK 1.4，估計在 JDK 1.4 下採用的是 StringBuffer），將他們都 append
進去，最後用 toString 輸出。

若 s 為其他類型時，比如：int 類型，也是採用同種方式進行處理。

同理，根據實驗二的結果，在 String str = "a" + "b" + s; 時，先會最佳化成 "ab" 再與
s 根據實驗四的方式進行處理，這時 StringBuilder 僅調用了兩次 append 方法。

如果是 String str = "a" + s + "b"; 這種形式的就沒辦法最佳化了，StringBuilder 得調
用三次 append 方法。

實驗四的結論表明，字串與變數相加時在內部產生了 StringBuilder 對象並採取了一定
的操作。

如果只有一句 String str = "a" + s; 這樣子的，其效率與
String str = new StringBuilder().append("a").append(s).toString();
是一樣的。

一般所說的 String 採用串連運算子（+）效率低下主要產生在以下的情況中：

Java code

public class Test {    public static void main(String args[]) {        String s = null;        for(int i = 0; i < 100; i++) {            s += "a";        }    }}

每做一次 + 就產生個 StringBuilder 對象，然後 append 後就扔掉。下次迴圈再到達時重
新產生個 StringBuilder 對象，然後 append 字串，如此迴圈直至結束。

如果我們直接採用 StringBuilder 對象進行 append 的話，我們可以節省 N - 1 次建立和
銷毀對象的時間。