String與StringBuffer效率對比

昨天申請了一個LeetCode的賬號，先刷了一題最基礎的，字符串逆序輸出。

我先寫出了如下代碼：

public class Solution {
    public String reverseString(String s) {
        String rev = "";
        for(int i = s.length()-1; i >= 0; i--){
            rev += s.charAt(i);
        }
        return rev;
    }
}

這份代碼在OJ上運行的結果是Time Limit Exceeded，也就是超時了，顯然效率太低。

我又改成如下代碼，把String類換成StringBuffer類：

public class Solution {
    public String reverseString(String s) {
        StringBuffer rev = new StringBuffer();
        for(int i = s.length()-1; i >= 0; i--){
            rev.append(s.charAt(i));
        }
        return rev.toString();
    }
}

這份代碼可以通過，並且用時只有6ms。

為什么String類和StringBuffer類的效率會相差這么多呢？我上網查了資料，主要是以下原因。

 

String類的對象其實是一個常量，例如String s = "abc"; 那么s其實是一個常量，它的值就是"abc",不能改變。

Java所提供的String操作方法，比如直接進行 '+' 運算，其實是作了封裝，給了使用者能對String對象進行增加或刪除的錯覺，本質上並不是如此。

當我們執行 s += "def"; 時，並不是說 s 的內容直接由"abc"變為了"abcdef"，"abc"仍是"abc","def"會被暫時存儲到一塊新的內存里，然后再開辟一個新的內存空間，把"abc"和"def"拷貝到這個內存空間，然后 s 指向這個新的內存空間。

這個過程其實就是new了一個新的String對象，新對象是"abcdef"，s 拋棄了原來的對象，指向了新對象。

由於每次操作都要重新new一個對象，並且占用大量內存，因此String類的效率不高。

 

那么StringBuffer呢？

 

StringBuffer對象是一個長度可變的對象，當對StringBuffer的進行增加或刪除時，不需要new一個對象，可以動態地修改堆內存。

StringBuffer提供了append方法，在字符串的末尾進行添加。實際上，String類進行 '+' 運算，就是創建了一個StringBuffer對象，然后調用append進行添加，最后調用toString把StringBuffer轉化為String。

顯然，String的效率絕對不如StringBuffer了。

 

可以再看一個直觀的測試樣例:

    public static void main(String[] args){
        String toappend = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";//26個字母，用於每次添加
        int times = 20000;//添加20000次
        //使用String類，將26個字母添加20000次
        long start = System.currentTimeMillis();
        String str = "";
        for(int i = 0; i < times; i++){
            str += toappend;
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("String time = " + (end-start)+" ms");
        
　　　　 //使用StringBuffer類，將26個字母添加20000次
        start = System.currentTimeMillis();
        StringBuffer strbuf = new StringBuffer();
        for(int i = 0; i < times; i++){
            strbuf.append(toappend);
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("StringBuffer time = " + (end-start)+" ms");
    } 

運行結果：