什么情況下用+運算符進行字符串連接比調用StringBuffer/StringBuilder對象的append方法連 接字符串性能更好？

字符串是Java程序中最常用的數據結構之一。在Java中String類已經重載了"+"。也就是說，字符串可以直接使用"+"進行連接，如下面代碼所示：

String s = "abc" + "ddd";

 

但這樣做真的好嗎？當然，這個問題不能簡單地回答yes or no。要根據具體情況來定。在Java中提供了一個StringBuilder類（這個類只在J2SE5及以上版本提供，以前的版本使用StringBuffer類），這個類也可以起到"+"的作用。那么我們應該用哪個呢？

下面讓我們先看看如下的代碼：

String s = "abc";
String ss = "ok" + s + "xyz" + 5;
System.out.println(ss);

 

上面的代碼將會輸出正確的結果。從表面上看，對字符串和整型使用"+"號並沒有什么區別，但事實真的如此嗎？下面讓我們來看看這段代碼的本質。

我們首先使用反編譯工具（如jdk帶的javap、或jad）將TestSimplePlus反編譯成Java Byte Code，其中的奧秘就一目了然了。在本文將使用jad來反編譯，命令如下：jad -o -a -s d.java TestSimplePlus.class

反編譯后的代碼如下：

String s = "abc";
String ss = (new StringBuilder("ok")).append(s).append("xyz").append(5).toString();
System.out.println(ss);

 

讀者可能看到上面的Java字節碼感到迷糊，不過大家不必擔心。本文的目的並不是講解Java Byte Code，因此，並不用了解具體的字節碼的含義。

使用jad反編譯的好處之一就是可以同時生成字節碼和源代碼。這樣可以進行對照研究。從上面的代碼很容易看出，雖然在源程序中使用了"+"，但在編譯時仍然將"+"轉換成StringBuilder。因此，我們可以得出結論，在Java中無論使用何種方式進行字符串連接，實際上都使用的是StringBuilder。

那么是不是可以根據這個結論推出使用"+"和StringBuilder的效果是一樣的呢？這個要從兩個方面的解釋。如果從運行結果來解釋，那么"+"和StringBuilder是完全等效的。但如果從運行效率和資源消耗方面看，那它們將存在很大的區別。

  當然，如果連接字符串行表達式很簡單（如上面的順序結構），那么"+"和StringBuilder基本是一樣的，但如果結構比較復雜，如使用循環來連接字符串，那么產生的Java Byte Code就會有很大的區別。先讓我們看看如下的代碼：

String s = "";
Random rand = new Random();
for (int i = 0; i < 10; i++){
s = s + rand.nextInt(1000) + " ";
}
System.out.println(s);

上面的代碼返編譯后的Java Byte Code如下：

 

String s = "";
Random rand = new Random();
for(int i = 0; i < 10; i++)
    s = (new StringBuilder(String.valueOf(s))).append(rand.nextInt(1000)).append(" ").toString();
System.out.println(s);

 

  大家可以看到，雖然編譯器將"+"轉換成了StringBuilder，但創建StringBuilder對象的位置卻在for語句內部。這就意味着每執行一次循環，就會創建一個StringBuilder對象（對於本例來說，是創建了10個StringBuilder對象），雖然Java有垃圾回收器，但這個回收器的工作時間是不定的。如果不斷產生這樣的垃圾，那么仍然會占用大量的資源。解決這個問題的方法就是在程序中直接使用StringBuilder來連接字符串，代碼如下：

Random rand = new Random();
StringBuilder result = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 10; i++){
result.append(rand.nextInt(1000));
result.append(" ");
}
System.out.println(result.toString());

 

上面代碼反編譯后的結果如下：

Random rand = new Random();
StringBuilder result = new StringBuilder();
for(int i = 0; i < 10; i++){
result.append(rand.nextInt(1000));
result.append(" ");
}

 

System.out.println(result.toString());
從上面的反編譯結果可以看出，創建StringBuilder的代碼被放在了for語句外。雖然這樣處理在源程序中看起來復雜，但卻換來了更高的效率，同時消耗的資源也更少了。

在使用StringBuilder時要注意，盡量不要"+"和StringBuilder混着用，否則會創建更多的StringBuilder對象，如下面代碼所：

for (int i = 0; i < 10; i++){
result.append(rand.nextInt(1000));
result.append(" ");
}

 

改成如下形式：

for (int i = 0; i < 10; i++){ 
    result.append(rand.nextInt(1000) + " ");
}

 

則反編譯后的結果如下：

for(int i = 0; i < 10; i++){
result.append((new StringBuilder(String.valueOf(rand.nextInt(1000)))).append(" ").toString());
}

 

從上面的代碼可以看出，Java編譯器將"+"編譯成了StringBuilder，這樣for語句每循環一次，又創建了一個StringBuilder對象。如果將上面的代碼在JDK1.4下編譯，必須將StringBuilder改為StringBuffer，而JDK1.4將"+"轉換為StringBuffer（因為JDK1.4並沒有提供StringBuilder類）。StringBuffer和StringBuilder的功能基本一樣，只是StringBuffer是線程安全的，而StringBuilder不是線程安全的。因此，StringBuilder的效率會更高。