Java字符串之String、StringBuilder、StringBuffer
2015-04-04 00:29
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String、StringBuilder、StringBuffer 三个类源自JDK的 java/lang/ 目录下：
String 字符串常量
StringBuffer 字符串变量（线程安全）
StringBuilder 字符串变量（非线程安全，JDK 5.0(1.5.0) 后支持）
String
简要的说， String 类型和 StringBuffer 类型的主要性能区别其实在于 String 是不可变的对象, 因此在每次对 String 类型进行改变的时候其实都等同于生成了一个新的 String 对象，然后将指针指向新的 String 对象，所以经常改变内容的字符串最好不要用 String ，因为每次生成对象都会对系统性能产生影响，特别当内存中无引用对象多了以后， JVM 的 GC 就会开始工作，那速度是一定会相当慢的。
String 构造函数：
[java] view
plaincopyprint?
private final char value[];
private final int offset;
private final int count;
public String() {
this.offset = 0;
this.count = 0;
this.value = new char[0];
}
public String(String original) {
int size = original.count;
char[] originalValue = original.value;
char[] v;
if (originalValue.length > size) {
// The array representing the String is bigger than the new
// String itself. Perhaps this constructor is being called
// in order to trim the baggage, so make a copy of the array.
int off = original.offset;
v = Arrays.copyOfRange(originalValue, off, off+size);
} else {
// The array representing the String is the same
// size as the String, so no point in making a copy.
v = originalValue;
}
this.offset = 0;
this.count = size;
this.value = v;
}
public String(char value[]) {
int size = value.length;
this.offset = 0;
this.count = size;
this.value = Arrays.copyOf(value, size);
}
public String(char value[], int offset, int count) {
if (offset < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset);
}
if (count < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(count);
}
// Note: offset or count might be near -1>>>1.
if (offset > value.length - count) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset + count);
}
this.offset = 0;
this.count = count;
this.value = Arrays.copyOfRange(value, offset, offset+count);
}
public String substring(int beginIndex, int endIndex) {
if (beginIndex < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);
}
if (endIndex > count) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex);
}
if (beginIndex > endIndex) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex - beginIndex);
}
return ((beginIndex == 0) && (endIndex == count)) ? this :
new String(offset + beginIndex, endIndex - beginIndex, value); // 返回新对象
}
public String concat(String str) {
int otherLen = str.length();
if (otherLen == 0) {
return this;
}
char buf[] = new char[count + otherLen];
getChars(0, count, buf, 0);
str.getChars(0, otherLen, buf, count);
return new String(0, count + otherLen, buf); // 返回新对象
}
public static String valueOf(char data[]) {
return new String(data); // 返回新对象
}
public static String valueOf(char c) {
char data[] = {c};
return new String(0, 1, data); // 返回新对象
}
StringBuffer
StringBuffer 每次对对象本身进行操作，而不是生成新的对象，再改变对象引用。所以在一般情况下我们推荐使用 StringBuffer ，特别是字符串对象经常改变的情况下。
StringBuffer 构造函数：
[java] view
plaincopyprint?
public StringBuffer() {
super(16);
}
public StringBuffer(int capacity) {
super(capacity);
}
public StringBuffer(String str) {
super(str.length() + 16);
append(str);
}
public StringBuffer(CharSequence seq) {
this(seq.length() + 16);
append(seq);
}
public synchronized int length() { // 字节实际长度
return count;
}
public synchronized int capacity() { // 字节存储容量（value数组的长度）
return value.length;
}
public synchronized void ensureCapacity(int minimumCapacity) {
if (minimumCapacity > value.length) {
expandCapacity(minimumCapacity);
}
}
public synchronized StringBuffer append(Object obj) {
super.append(String.valueOf(obj));
return this; // 返回对象本身
}
public synchronized StringBuffer append(String str) {
super.append(str);
return this; // 返回对象本身
}
public synchronized StringBuffer append(StringBuffer sb) {
super.append(sb);
return this; // 返回对象本身
}
而在某些特别情况下， String 对象的字符串拼接其实是被 JVM 解释成了 StringBuffer 对象的拼接，所以这些时候 String 对象的速度并不会比 StringBuffer 对象慢，而特别是以下的字符串对象生成中， String 效率是远要比 StringBuffer 快的：
String S1 = “This is only a” + “ simple” + “ test”;
StringBuffer Sb = new StringBuilder(“This is only a”).append(“ simple”).append(“ test”);
你会很惊讶的发现，生成 String S1 对象的速度简直太快了，而这个时候 StringBuffer 居然速度上根本一点都不占优势。其实这是 JVM 的一个把戏，在 JVM 眼里，这个
String S1 = “This is only a” + “ simple” + “test”;
其实就是：
String S1 = “This is only a simple test”;
所以当然不需要太多的时间了。但大家这里要注意的是，如果你的字符串是来自另外的 String 对象的话，速度就没那么快了，譬如：
String S2 = “This is only a”;
String S3 = “ simple”;
String S4 = “ test”;
String S1 = S2 +S3 + S4;
这时候 JVM 会规规矩矩的按照原来的方式去做
在大部分情况下： StringBuffer > String
Java.lang.StringBuffer线程安全的可变字符序列。一个类似于 String 的字符串缓冲区，但不能修改。虽然在任意时间点上它都包含某种特定的字符序列，但通过某些方法调用可以改变该序列的长度和内容。
可将字符串缓冲区安全地用于多个线程。可以在必要时对这些方法进行同步，因此任意特定实例上的所有操作就好像是以串行顺序发生的，该顺序与所涉及的每个线程进行的方法调用顺序一致。
StringBuffer 上的主要操作是 append 和 insert 方法，可重载这些方法，以接受任意类型的数据。每个方法都能有效地将给定的数据转换成字符串，然后将该字符串的字符追加或插入到字符串缓冲区中。append 方法始终将这些字符添加到缓冲区的末端；而 insert 方法则在指定的点添加字符。
例如，如果 z 引用一个当前内容是“start”的字符串缓冲区对象，则此方法调用 z.append("le") 会使字符串缓冲区包含“startle”，而 z.insert(4, "le") 将更改字符串缓冲区，使之包含“starlet”。
StringBuilder
java.lang.StringBuilder一个可变的字符序列是5.0新增的。此类提供一个与 StringBuffer 兼容的 API，但不同步。该类被设计用作 StringBuffer 的一个简易替换，用在字符串缓冲区被单个线程使用的时候（这种情况很普遍）。如果可能，建议优先采用该类，因为在大多数实现中，它比 StringBuffer 要快。两者的方法基本相同。
StringBuilder 构造函数：
[java] view
plaincopyprint?
public StringBuilder() {
super(16);
}
public StringBuilder(int capacity) {
super(capacity);
}
public StringBuilder(String str) {
super(str.length() + 16);
append(str);
}
public StringBuilder(CharSequence seq) {
this(seq.length() + 16);
append(seq);
}
public StringBuilder append(Object obj) {
return append(String.valueOf(obj));
}
public StringBuilder append(String str) {
super.append(str);
return this; // 返回对象本身
}
private StringBuilder append(StringBuilder sb) {
if (sb == null)
return append("null");
int len = sb.length();
int newcount = count + len;
if (newcount > value.length)
expandCapacity(newcount);
sb.getChars(0, len, value, count);
count = newcount;
return this; // 返回对象本身
}
public StringBuilder append(StringBuffer sb) {
super.append(sb);
return this; // 返回对象本身
}
在大部分情况下： StringBuilder > StringBuffer
总结
StringBuffer 和 StringBuilder 都继承于 AbstractStringBuilder 父类，实现了java.io.Serializable, CharSequence
AbstractStringBuilder 父类构造函数：
[java] view
plaincopyprint?
char[] value; // 字符数组
AbstractStringBuilder() {
}
AbstractStringBuilder(int capacity) {
value = new char[capacity]; // 申请字节存储容量
}
public int length() {
return count; // 返回实际字节长度
}
public int capacity() {
return value.length; // 返回字节存储容量
}
public void ensureCapacity(int minimumCapacity) {
if (minimumCapacity > 0)
ensureCapacityInternal(minimumCapacity); // 扩展容量大小
}
private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {
// overflow-conscious code
if (minimumCapacity - value.length > 0) // 如果设置的最小容量 > 当前字节存储容量
expandCapacity(minimumCapacity);
}
void expandCapacity(int minimumCapacity) {
int newCapacity = value.length * 2 + 2; // 自动新增容量，为当前容量的2倍加2（java是unicode编码，占两个字节）
if (newCapacity - minimumCapacity < 0)
newCapacity = minimumCapacity;
if (newCapacity < 0) {
if (minimumCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError();
newCapacity = Integer.MAX_VALUE;
}
value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);
}
public AbstractStringBuilder append(Object obj) {
return append(String.valueOf(obj));
}
public AbstractStringBuilder append(String str) {
if (str == null) str = "null";
int len = str.length();
ensureCapacityInternal(count + len);
str.getChars(0, len, value, count);
count += len;
return this; // 返回对象本身
}
public AbstractStringBuilder append(StringBuffer sb) {
if (sb == null)
return append("null");
int len = sb.length();
ensureCapacityInternal(count + len);
sb.getChars(0, len, value, count);
count += len;
return this; // 返回对象本身
}
public AbstractStringBuilder append(CharSequence s) {
if (s == null)
s = "null";
if (s instanceof String)
return this.append((String)s);
if (s instanceof StringBuffer)
return this.append((StringBuffer)s);
return this.append(s, 0, s.length()); // 返回对象本身
}
关于String更多的介绍，请详见我先前写的博客：Java 之 String 类型
在大部分情况下，三者的效率如下：
StringBuilde > StringBuffer > String
String 字符串常量
StringBuffer 字符串变量（线程安全）
StringBuilder 字符串变量（非线程安全，JDK 5.0(1.5.0) 后支持）
String
简要的说， String 类型和 StringBuffer 类型的主要性能区别其实在于 String 是不可变的对象, 因此在每次对 String 类型进行改变的时候其实都等同于生成了一个新的 String 对象，然后将指针指向新的 String 对象，所以经常改变内容的字符串最好不要用 String ，因为每次生成对象都会对系统性能产生影响，特别当内存中无引用对象多了以后， JVM 的 GC 就会开始工作，那速度是一定会相当慢的。
String 构造函数：
[java] view
plaincopyprint?
private final char value[];
private final int offset;
private final int count;
public String() {
this.offset = 0;
this.count = 0;
this.value = new char[0];
}
public String(String original) {
int size = original.count;
char[] originalValue = original.value;
char[] v;
if (originalValue.length > size) {
// The array representing the String is bigger than the new
// String itself. Perhaps this constructor is being called
// in order to trim the baggage, so make a copy of the array.
int off = original.offset;
v = Arrays.copyOfRange(originalValue, off, off+size);
} else {
// The array representing the String is the same
// size as the String, so no point in making a copy.
v = originalValue;
}
this.offset = 0;
this.count = size;
this.value = v;
}
public String(char value[]) {
int size = value.length;
this.offset = 0;
this.count = size;
this.value = Arrays.copyOf(value, size);
}
public String(char value[], int offset, int count) {
if (offset < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset);
}
if (count < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(count);
}
// Note: offset or count might be near -1>>>1.
if (offset > value.length - count) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset + count);
}
this.offset = 0;
this.count = count;
this.value = Arrays.copyOfRange(value, offset, offset+count);
}
public String substring(int beginIndex, int endIndex) {
if (beginIndex < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);
}
if (endIndex > count) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex);
}
if (beginIndex > endIndex) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex - beginIndex);
}
return ((beginIndex == 0) && (endIndex == count)) ? this :
new String(offset + beginIndex, endIndex - beginIndex, value); // 返回新对象
}
public String concat(String str) {
int otherLen = str.length();
if (otherLen == 0) {
return this;
}
char buf[] = new char[count + otherLen];
getChars(0, count, buf, 0);
str.getChars(0, otherLen, buf, count);
return new String(0, count + otherLen, buf); // 返回新对象
}
public static String valueOf(char data[]) {
return new String(data); // 返回新对象
}
public static String valueOf(char c) {
char data[] = {c};
return new String(0, 1, data); // 返回新对象
}
StringBuffer
StringBuffer 每次对对象本身进行操作，而不是生成新的对象，再改变对象引用。所以在一般情况下我们推荐使用 StringBuffer ，特别是字符串对象经常改变的情况下。
StringBuffer 构造函数：
[java] view
plaincopyprint?
public StringBuffer() {
super(16);
}
public StringBuffer(int capacity) {
super(capacity);
}
public StringBuffer(String str) {
super(str.length() + 16);
append(str);
}
public StringBuffer(CharSequence seq) {
this(seq.length() + 16);
append(seq);
}
public synchronized int length() { // 字节实际长度
return count;
}
public synchronized int capacity() { // 字节存储容量（value数组的长度）
return value.length;
}
public synchronized void ensureCapacity(int minimumCapacity) {
if (minimumCapacity > value.length) {
expandCapacity(minimumCapacity);
}
}
public synchronized StringBuffer append(Object obj) {
super.append(String.valueOf(obj));
return this; // 返回对象本身
}
public synchronized StringBuffer append(String str) {
super.append(str);
return this; // 返回对象本身
}
public synchronized StringBuffer append(StringBuffer sb) {
super.append(sb);
return this; // 返回对象本身
}
而在某些特别情况下， String 对象的字符串拼接其实是被 JVM 解释成了 StringBuffer 对象的拼接，所以这些时候 String 对象的速度并不会比 StringBuffer 对象慢，而特别是以下的字符串对象生成中， String 效率是远要比 StringBuffer 快的：
String S1 = “This is only a” + “ simple” + “ test”;
StringBuffer Sb = new StringBuilder(“This is only a”).append(“ simple”).append(“ test”);
你会很惊讶的发现，生成 String S1 对象的速度简直太快了，而这个时候 StringBuffer 居然速度上根本一点都不占优势。其实这是 JVM 的一个把戏，在 JVM 眼里，这个
String S1 = “This is only a” + “ simple” + “test”;
其实就是：
String S1 = “This is only a simple test”;
所以当然不需要太多的时间了。但大家这里要注意的是，如果你的字符串是来自另外的 String 对象的话，速度就没那么快了，譬如：
String S2 = “This is only a”;
String S3 = “ simple”;
String S4 = “ test”;
String S1 = S2 +S3 + S4;
这时候 JVM 会规规矩矩的按照原来的方式去做
在大部分情况下： StringBuffer > String
Java.lang.StringBuffer线程安全的可变字符序列。一个类似于 String 的字符串缓冲区，但不能修改。虽然在任意时间点上它都包含某种特定的字符序列，但通过某些方法调用可以改变该序列的长度和内容。
可将字符串缓冲区安全地用于多个线程。可以在必要时对这些方法进行同步，因此任意特定实例上的所有操作就好像是以串行顺序发生的，该顺序与所涉及的每个线程进行的方法调用顺序一致。
StringBuffer 上的主要操作是 append 和 insert 方法，可重载这些方法，以接受任意类型的数据。每个方法都能有效地将给定的数据转换成字符串，然后将该字符串的字符追加或插入到字符串缓冲区中。append 方法始终将这些字符添加到缓冲区的末端；而 insert 方法则在指定的点添加字符。
例如，如果 z 引用一个当前内容是“start”的字符串缓冲区对象，则此方法调用 z.append("le") 会使字符串缓冲区包含“startle”，而 z.insert(4, "le") 将更改字符串缓冲区，使之包含“starlet”。
StringBuilder
java.lang.StringBuilder一个可变的字符序列是5.0新增的。此类提供一个与 StringBuffer 兼容的 API，但不同步。该类被设计用作 StringBuffer 的一个简易替换，用在字符串缓冲区被单个线程使用的时候（这种情况很普遍）。如果可能，建议优先采用该类，因为在大多数实现中，它比 StringBuffer 要快。两者的方法基本相同。
StringBuilder 构造函数：
[java] view
plaincopyprint?
public StringBuilder() {
super(16);
}
public StringBuilder(int capacity) {
super(capacity);
}
public StringBuilder(String str) {
super(str.length() + 16);
append(str);
}
public StringBuilder(CharSequence seq) {
this(seq.length() + 16);
append(seq);
}
public StringBuilder append(Object obj) {
return append(String.valueOf(obj));
}
public StringBuilder append(String str) {
super.append(str);
return this; // 返回对象本身
}
private StringBuilder append(StringBuilder sb) {
if (sb == null)
return append("null");
int len = sb.length();
int newcount = count + len;
if (newcount > value.length)
expandCapacity(newcount);
sb.getChars(0, len, value, count);
count = newcount;
return this; // 返回对象本身
}
public StringBuilder append(StringBuffer sb) {
super.append(sb);
return this; // 返回对象本身
}
在大部分情况下： StringBuilder > StringBuffer
总结
StringBuffer 和 StringBuilder 都继承于 AbstractStringBuilder 父类，实现了java.io.Serializable, CharSequence
AbstractStringBuilder 父类构造函数：
[java] view
plaincopyprint?
char[] value; // 字符数组
AbstractStringBuilder() {
}
AbstractStringBuilder(int capacity) {
value = new char[capacity]; // 申请字节存储容量
}
public int length() {
return count; // 返回实际字节长度
}
public int capacity() {
return value.length; // 返回字节存储容量
}
public void ensureCapacity(int minimumCapacity) {
if (minimumCapacity > 0)
ensureCapacityInternal(minimumCapacity); // 扩展容量大小
}
private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {
// overflow-conscious code
if (minimumCapacity - value.length > 0) // 如果设置的最小容量 > 当前字节存储容量
expandCapacity(minimumCapacity);
}
void expandCapacity(int minimumCapacity) {
int newCapacity = value.length * 2 + 2; // 自动新增容量，为当前容量的2倍加2（java是unicode编码，占两个字节）
if (newCapacity - minimumCapacity < 0)
newCapacity = minimumCapacity;
if (newCapacity < 0) {
if (minimumCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError();
newCapacity = Integer.MAX_VALUE;
}
value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);
}
public AbstractStringBuilder append(Object obj) {
return append(String.valueOf(obj));
}
public AbstractStringBuilder append(String str) {
if (str == null) str = "null";
int len = str.length();
ensureCapacityInternal(count + len);
str.getChars(0, len, value, count);
count += len;
return this; // 返回对象本身
}
public AbstractStringBuilder append(StringBuffer sb) {
if (sb == null)
return append("null");
int len = sb.length();
ensureCapacityInternal(count + len);
sb.getChars(0, len, value, count);
count += len;
return this; // 返回对象本身
}
public AbstractStringBuilder append(CharSequence s) {
if (s == null)
s = "null";
if (s instanceof String)
return this.append((String)s);
if (s instanceof StringBuffer)
return this.append((StringBuffer)s);
return this.append(s, 0, s.length()); // 返回对象本身
}
关于String更多的介绍，请详见我先前写的博客：Java 之 String 类型
在大部分情况下，三者的效率如下：
StringBuilde > StringBuffer > String
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