Java中的字符串操做（比較String，StringBuiler和StringBuffer）

1、前言

剛開始學習Java時，做爲只會C語言的小白，就爲其中的字符串操做而感到震撼。相比之下，C語言在字節數組中保存一個結尾的\0去表示字符串，想實現字符串拼接，還須要調用strcpy庫函數或者本身手動去複製數組，很是麻煩，更別提其餘複雜操做，而Java經過String類讓字符串操做變得十分簡單和方便。除此以外，還有stringbuilder等這些類的輔助，那麼本文就從String，StringBuiler和StringBuffer的區別開始，去探討Java中的字符串操做。

2、String，StringBuiler和StringBuffer

2.1 String類

Java 提供了 String 類來建立和操做字符串。在源碼中能夠看到，String類內部的實現也是一個字節數組，這個數組是final類型的，所以String是不可變的對象，每次在對String類進行改變的時候都會生成一個新的string對象，而後將指針指向新的string對象。

2.2 StringBuiler 類

和 String 類不一樣的是，StringBuilder 類的對象可以被屢次的修改，而且不產生新的對象。這個特性的意義在於，若是咱們進行大量的字符串操做，使用String類就會產生很大的性能消耗，而StringBuilder就能夠避免這個問題。

2.3 StringBuffer 類

StringBuffer 和StringBuiler之間的最大不一樣在於 StringBuilder 的方法不是線程安全的。

因爲 StringBuilder 相較於 StringBuffer 有速度優點，因此多數狀況下建議使用 StringBuilder 類。然而在應用程序要求線程安全的狀況下，則必須使用 StringBuffer 類。

2.4 String，StringBuiler和StringBuffer的比較（對比C/C++）

操做類型	說明	是否可變	線程安全性	性能
Java中的String	String 類中使用 final 關鍵字修飾字符數組來保存字符串	不可變	線程安全	低
Java中的StringBuffer	字符串變量	可變	線程安全	通常
Java中的StringBuilder	字符串變量	可變	線程不安全	通常
C/C++ 中的char* 操做	char *是一個指針，能夠 指向一個字符串數組	可變	不可知	高
C/C++中的char數組	用一個字符數組來保存字符串	不可變	不可知	高
C/C++中的String封裝類	string能夠被當作是以字符 爲元素的一種容器。	可變	併發讀操做 是線程安全的	較高

3、各類字符串操做的效率測試

3.1 測試代碼

@Test
    public void test() {
        int count = 100000;

        long startTime = System.currentTimeMillis();
        String str = "";
        for(int i = 0; i< count; i++){
            str += i;
        }
        System.out.println("執行"+count+"次  String 耗時:"+ getRunTime(startTime));

        startTime = System.currentTimeMillis();
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("");
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            stringBuilder.append(i);
        }
        System.out.println("執行"+count+"次  StringBuilder 耗時:"+ getRunTime(startTime));

        startTime = System.currentTimeMillis();
        StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer("");
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            stringBuffer.append(i);
        }
        System.out.println("執行"+count+"次  StringBuffer 耗時:"+ getRunTime(startTime));

    }

3.2 測試結果

執行100000次  String 耗時:32s
執行100000次  StringBuilder 耗時:2ms
執行100000次  StringBuffer 耗時:4ms

3.3 小結

能夠看到String類的性能遠低於StringBuiler和StringBuffer，而StringBuiler在本次測試中比Stringbuffer提升了50%的性能

4、Java字符串和正則表達式

4.1 測試代碼

@Test
    public void test0(){
        //郵政編碼
        String postCode = "[1-9]\\d{5}";
        //區號-座機號碼
        String areaCode = "\\d{3}-\\d{8}|\\d{4}-\\d{7}";
        //手機號碼
        String phone = "(?:13\\d|15\\d|18\\d)\\d{5}(\\d{3}|\\*{3})";

        String text = "郵政編碼：440834"+
                      "區號-座機號碼: 020-12345678"+
                      "手機號：13536373839"+
                      "郵政編碼：440833"+
                      "區號-座機號碼: 010-12345678"+
                      "手機號：13536373739";

        Pattern p = Pattern.compile(postCode);
        Matcher m = p.matcher(text);
        System.out.println("文本中包含郵政編碼：");
        while (m.find()){
            System.out.println(m.group());
        }

        p = Pattern.compile(areaCode);
        m= p.matcher(text);
        System.out.println("文本中包含區號-座機號碼：");
        while (m.find()){
            System.out.println(m.group());
        }

        p = Pattern.compile(phone);
        m= p.matcher(text);
        System.out.println("文本中包含手機號：");
        while (m.find()){
            System.out.println(m.group());
        }
    }

4.2 測試結果

文本中包含郵政編碼：
440834
123456
135363
440833
123456
135363
文本中包含區號-座機號碼：
020-12345678
010-12345678
文本中包含手機號：
13536373839
13536373739

5、總結

通過測試和比較，能夠看到Java中同爲字符串操做，但因爲背後實現的原理不一樣，造成的性能差別也是十分巨大，相比之下，C/C++中的字符串操做性能更高。String類的性能遠低於StringBuiler和StringBuffer，而StringBuiler比Stringbuffer的性能稍微高一點。對性能的探究，最終仍是要回到使用場景，能夠總結得出，若是不涉及字符串操做，那麼String類是首選，若是涉及的字符串操做沒有線程安全問題，那麼使用StringBuilder，若是涉及的字符串操做存在線程安全問題，那麼使用StringBuffer

6、參考資料

• 探祕Java中的String、StringBuilder以及StringBuffer
• java中String StringBuilder StringBuffer比較和效率（性能）測試 - 行者老夫 - 博客園
• Java 正則表達式