字符串操作是編寫程序中最常見的行為,本文對String、StringBuilder、StringBuffer三個類在字符串處理方面的效率進行分析。
Java中最常見也是應用最廣泛的類就是String類。
String:Strings are constant; their values cannot be changed after they are created.
這是JDK對String的解釋,意思是:String是常量,一旦創建后它的值不能被修改。
先看String對象是如何創建的:
String str1 = “abc”;
String str2 = new String(“abc”);
這是我們常見的兩種形式。
第一種方式創建的字符串會放在棧里,更確切的是常量池中,常量池就是用來保存在編譯階段確定好了大小的數據,一般我們定義的int等基本數據類型就保存在這里。其具體的一個流程就是,編譯器首先檢查常量池,看看有沒有一個“abc”,如果沒有則創建。如果有的話,則則直接把str1指向那個位置。
第二種創建字符串的方法是通過new關鍵字,還是java的內存分配,java會將new的對象放在堆中,這一部分對象是在運行時創建的對象。所以我們每一次new的時候,都會創建不同的對象,即便是堆中已經有了一個一模一樣的。
下面的程序將驗證上面的說法。
1 String str1 = "abc"; 2 String str2 = new String("abc"); 3 4 String str3 = "abc"; 5 String str4 = new String("abc"); 6 7 System.out.println(str1==str2);//false 8 9 System.out.println(str1 == str3);//true 10 System.out.println(str2 == str4);//false 11 // When the intern method is invoked, if the pool already contains a 12 // string equal to this String object as determined by the 13 // equals(Object) method, then the string from the pool is returned. 14 // Otherwise, this String object is added to the pool and a reference to 15 // this String object is returned. 16 str2 = str2.intern(); 17 System.out.println(str1==str2);//true 18 19 false 20 true 21 false 22 true
以上程序中用兩種方式創建的4個對象,”==”比較的是地址,從結果可以看到str1和str3相同,指向同一個對象。而str2和str4比較返回結果是false,說明str2和str4指向的不是同一個對象。
(上面用到了一個比較少見的方法:intern。在str2調用了intern方法后對str1和str2進行比較返回true,可以從代碼注釋中看明白,intern方法返回常量池中內容和該對象相同的對象,如果常量池中不存在,則將該對象加入到常量池中。)
String對象是不變的,那為什么可以進行str+=”abc”這樣的操作?其實類似這樣的操作是新生成了一個String對象,包含str和abc連接后的字符串。
1 package test; 2 3 public class StringTest { 4 public static void main(String[] args) { 5 String str1 = "abc"; 6 str1 += "123"; 7 } 8 }
從編譯之后的class可以看出編譯器自動引入了StringBuilder類,通過它的初始化方法創建了StringBuilder對象,通過append方法添加了內容,調用toString返回連接后的對象。以上內容證明了String對象是不可變的,連接操作實際是返回了新的對象。如果是循環多次進行連接,將不斷的創建StringBuilder對象,append新內容,toString成String對象。這就帶來了String類處理字符串更改操作的效率問題。
1 public class StringTest { 2 public static void main(String[] args) { 3 long start, end; 4 5 StringBuilder strBuilder = new StringBuilder(" "); 6 start = System.currentTimeMillis(); 7 for (int i = 0; i < 100000; i++) { 8 strBuilder.append(" "); 9 } 10 end = System.currentTimeMillis(); 11 System.out.println("StringBuilder append: " + (end - start) + "ms"); 12 13 String str = " "; 14 start = System.currentTimeMillis(); 15 for (int i = 0; i < 100000; i++) { 16 str += " "; 17 } 18 end = System.currentTimeMillis(); 19 System.out.println("String +: " + (end - start) + "ms"); 20 } 21 }
可以看到String和StringBuilder在效率方面的差距。
StringBuffer:A thread-safe, mutable sequence of characters. A string buffer is like a String, but can be modified.
StringBuilder:A mutable sequence of characters. This class provides an API compatible with StringBuffer, but with no guarantee of synchronization.
StringBuffer是可變的、線程安全的字符串。StringBuilder就是StringBuffer的非線程同步的版本,二者的方法差不多,只是一個線程安全(適用於多線程)一個沒有線程安全(適用於單線程)。