Java StringBuffer和StringBuilder

String 的值是不可变的,每次对String的操作都会生成新的String对象,不仅效率低,而且耗费大量内存空间。

StringBuffer类和String类一样,也用来表示字符串,但是StringBuffer的内部实现方式和String不同,在进行字符串处理时,不生成新的对象,在内存使用上要优于String。

StringBuffer 默认分配16字节长度的缓冲区,当字符串超过该大小时,会自动增加缓冲区长度,而不是生成新的对象。

StringBuffer不像String,只能通过 new 来创建对象,不支持简写方式,例如:

StringBuffer str1 = new StringBuffer();  // 分配16个字节长度的缓冲区
StringBuffer str2 = =new StringBuffer(512);  // 分配512个字节长度的缓冲区
// 在缓冲区中存放了字符串,并在后面预留了16个字节长度的空缓冲区
StringBuffer str3 = new StringBuffer("www.weixueyuan.net");

StringBuffer类的主要方法

StringBuffer类中的方法主要偏重于对于字符串的操作,例如追加、插入和删除等,这个也是StringBuffer类和String类的主要区别。实际开发中,如果需要对一个字符串进行频繁的修改,建议使用 StringBuffer。

1) append() 方法

append() 方法用于向当前字符串的末尾追加内容,类似于字符串的连接。调用该方法以后,StringBuffer对象的内容也发生改变,例如:

StringBuffer str = new StringBuffer(“biancheng100”);
str.append(true);

则对象str的值将变成”biancheng100true”。注意是str指向的内容变了,不是str的指向变了。

字符串的”+“操作实际上也是先创建一个StringBuffer对象,然后调用append()方法将字符串片段拼接起来,最后调用toString()方法转换为字符串。

这样看来,String的连接操作就比StringBuffer多出了一些附加操作,效率上必然会打折扣。

但是,对于长度较小的字符串,”+“操作更加直观,更具可读性,有些时候可以稍微牺牲一下效率。

2)  deleteCharAt()

deleteCharAt() 方法用来删除指定位置的字符,并将剩余的字符形成新的字符串。例如:

StringBuffer str = new StringBuffer("abcdef");
str. deleteCharAt(3);

该代码将会删除索引值为3的字符,即”d“字符。

你也可以通过delete()方法一次性删除多个字符,例如:

StringBuffer str = new StringBuffer("abcdef");
str.delete(1, 4);

该代码会删除索引值为1~4之间的字符,包括索引值1,但不包括4。

3) insert() 方法

insert() 用来在指定位置插入字符串,可以认为是append()的升级版。例如:

StringBuffer str = new StringBuffer("abcdef");
str.insert(3, "xyz");

最后str所指向的字符串为 abcdxyzef。

4) setCharAt() 方法

setCharAt() 方法用来修改指定位置的字符。例如:

StringBuffer str = new StringBuffer("abcdef");
str.setCharAt(3, 'z');

该代码将把索引值为3的字符修改为 z,最后str所指向的字符串为 abczef。

以上仅仅是部分常用方法的简单说明,更多方法和解释请查阅API文档。

String和StringBuffer的效率对比

为了更加明显地看出它们的执行效率,下面的代码,将26个英文字母加了10000次。

public class Demo {
    public static void main(String[] args){
        String fragment = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
        int times = 10000;
       
        // 通过String对象
        long timeStart1 = System.currentTimeMillis();
        String str1 = "";
        for (int i=0; i<times; i++) {
            str1 += fragment;
        }
        long timeEnd1 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("String: " + (timeEnd1 - timeStart1) + "ms");
       
        // 通过StringBuffer
        long timeStart2 = System.currentTimeMillis();
        StringBuffer str2 = new StringBuffer();
        for (int i=0; i<times; i++) {
            str2.append(fragment);
        }
        long timeEnd2 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("StringBuffer: " + (timeEnd2 - timeStart2) + "ms");
    }
}

运行结果:
String: 5287ms
StringBuffer: 3ms

结论很明显,StringBuffer的执行效率比String快上千倍,这个差异随着叠加次数的增加越来越明显,当叠加次数达到30000次的时候,运行结果为:
String: 35923ms
StringBuffer: 8ms

所以,强烈建议在涉及大量字符串操作时使用StringBuffer。

StringBuilder类

StringBuilder类和StringBuffer类功能基本相似,方法也差不多,主要区别在于StringBuffer类的方法是多线程安全的,而StringBuilder不是线程安全的,相比而言,StringBuilder类会略微快一点。

StringBuffer、StringBuilder、String中都实现了CharSequence接口。

CharSequence是一个定义字符串操作的接口,它只包括length()、charAt(int index)、subSequence(int start, int end) 这几个API。

StringBuffer、StringBuilder、String对CharSequence接口的实现过程不一样,如下图所示:

图1  对CharSequence接口的实现

可见,String直接实现了CharSequence接口;StringBuilder 和 StringBuffer都是可变的字符序列,它们都继承于AbstractStringBuilder,实现了CharSequence接口。

总结

线程安全:

  • StringBuffer:线程安全
  • StringBuilder:线程不安全

速度:
一般情况下,速度从快到慢为 StringBuilder > StringBuffer > String,当然这是相对的,不是绝对的。

使用环境:

  • 操作少量的数据使用 String;
  • 单线程操作大量数据使用 StringBuilder;

多线程操作大量数据使用 StringBuffer。

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梦雪

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