字符串拼接的幾種方式和區別

文章來源:http://hollischuang.gitee.io/tobetopjavaer/#/basics/java-basic/string-concat

 

結論:

1.使用StringBuilder的方式是效率最高的。

2.如果不是在循環體中進行字符串拼接的話，直接使用+就好了。

3.如果在並發場景中進行字符串拼接的話，要使用StringBuffer來代替StringBuilder。

 

使用+拼接字符串

在Java中，拼接字符串最簡單的方式就是直接使用符號+來拼接。如：

String wechat = "Hollis"; 
String introduce = "每日更新Java相關技術文章"; 
String hollis = wechat + "," + introduce;

反編譯后的內容如下

String wechat = "Hollis";
String introduce = "\u6BCF\u65E5\u66F4\u65B0Java\u76F8\u5173\u6280\u672F\u6587\u7AE0";//每日更新Java相關技術文章
String hollis = (new StringBuilder()).append(wechat).append(",").append(introduce).toString();

通過查看反編譯以后的代碼，我們可以發現，原來字符串常量在拼接過程中，是將String轉成了StringBuilder后，使用其append方法進行處理的。

那么也就是說，Java中的+對字符串的拼接，其實現原理是使用StringBuilder.append。

 

concat

使用String類中的方法concat方法來拼接字符串。如：

String str1 = "aaa";
String str2 = "bbb";
String str = str1.concat(",").concat(str2);

看一下concat方法的源代碼，看一下這個方法又是如何實現的。

public String concat(String str) {
    int otherLen = str.length();
    if (otherLen == 0) {
        return this;
    }
    int len = value.length;
    char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen);
    str.getChars(buf, len);
    return new String(buf, true);
}

這段代碼首先創建了一個字符數組，長度是已有字符串和待拼接字符串的長度之和，再把兩個字符串的值復制到新的字符數組中，並使用這個字符數組創建一個新的String對象並返回。

通過源碼我們也可以看到，經過concat方法，其實是new了一個新的String

 

StringBuffer

可以用來定義字符串變量的StringBuffer類，它的對象是可以擴充和修改的。

使用StringBuffer可以方便的對字符串進行拼接。如：

StringBuffer sb1 = new StringBuffer("aaa");
String str1 = "bbb";
StringBuffer sb2 = sb1.append(",").append(str1);

 

StringBuilder

還有一個類StringBuilder也可以使用，其用法和StringBuffer類似。如：

StringBuilder sb1 = new StringBuilder("aaa");
String str1 = "bbb";
StringBuilder sb2= sb1 .append(",").append(str1 );

看看StringBuffer和StringBuilder的實現原理。

和String類類似，StringBuilder類也封裝了一個字符數組，定義如下：

char[] value;

與String不同的是，它並不是final的，所以他是可以修改的。另外，與String不同，字符數組中不一定所有位置都已經被使用，它有一個實例變量，表示數組中已經使用的字符個數，定義如下：

int count;

其append源碼如下：

public StringBuilder append(String str) {
    super.append(str);
    return this;
}

該類繼承了AbstractStringBuilder類，看下其append方法：

public AbstractStringBuilder append(String str) {
    if (str == null)
        return appendNull();
    int len = str.length();
    ensureCapacityInternal(count + len);
    str.getChars(0, len, value, count);
    count += len;
    return this;
}

append會直接拷貝字符到內部的字符數組中，如果字符數組長度不夠，會進行擴展。

StringBuffer和StringBuilder類似，最大的區別就是StringBuffer是線程安全的，看一下StringBuffer的append方法。

public synchronized StringBuffer append(String str) {
    toStringCache = null;
    super.append(str);
    return this;
}

該方法使用synchronized進行聲明，說明是一個線程安全的方法。而StringBuilder則不是線程安全的。

 

為什么不建議在循環體中使用+進行字符串拼接呢？

 

效率比較

既然有這么多種字符串拼接的方法，那么到底哪一種效率最高呢？我們來簡單對比一下。

long t1 = System.currentTimeMillis();
//這里是初始字符串定義
for (int i = 0; i < 50000; i++) {
    //這里是字符串拼接代碼
}
long t2 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("cost:" + (t2 - t1));

我們使用形如以上形式的代碼，分別測試下五種字符串拼接代碼的運行時間。得到結果如下：

+ cost:5119
StringBuilder cost:3
StringBuffer cost:4
concat cost:3623

從結果可以看出，用時從短到長的對比是：

StringBuilder<StringBuffer<concat<+

StringBuffer在StringBuilder的基礎上，做了同步處理，所以在耗時上會相對多一些。

其實使用+拼接字符串的實現原理也是使用的StringBuilder，那為什么結果相差這么多，因為在for循環中，每次都是new了一個StringBuilder，然后再把String轉成StringBuilder，再進行append。

而頻繁的新建對象當然要耗費很多時間了，不僅僅會耗費時間，頻繁的創建對象，還會造成內存資源的浪費。

 

總結

雖然字符串是不可變的，但是還是可以通過新建字符串的方式來進行字符串的拼接。

由於字符串拼接過程中會創建新的對象，所以如果要在一個循環體中進行字符串拼接，就要考慮內存問題和效率問題。

因此，經過對比，我們發現，直接使用StringBuilder的方式是效率最高的。因為StringBuilder天生就是設計來定義可變字符串和字符串的變化操作的。