Java中String，StringBuffer，StringBuilder基礎知識

時間  2019-11-17
標籤 java string stringbuffer stringbuilder 基礎 知識 欄目 Java 简体版
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前言

在平時開發中，咱們不少時候都會用到String，StringBuffer，StringBuilde這三者。那麼這三者到底是什麼呢，下面一一講述。java

String

String
查看 api文檔，能夠知道， String是繼承 object類，並實現了序列化接口，字符序列接口，字符串排序接口。 String是Java中的字符串，Java程序中的全部字符串字面值（如"abc"）都做爲此類的實例實現，字符串是常量，它們的值在建立以後不能更改，字符串緩衝區支持可變的字符串。由於 String對象是不可變的，全部能夠共享，例如： String str1 = "abc";等效於 char data[] = {'a','b','c'};String str2 = new String(data);，由於 String是不可變的對象，每次對 String類型改變的時候其實都等同於生成一個新的 String對象，而後將指針指向新的 String對象，因此常常改變內容的字符串最好不要用 String，由於每次生成對象都會對系統性能產生影響，當內存多了無引用的對象， JVM的GC就會工做，頻繁GC就會形成界面的卡頓，下面直接上例子：

直接賦值和建立對象

狀況一

String str1 = "abc";
		 char data[] = {'a','b','c'};
		 String str2 = new String(data);
		 //輸出true
		 System.out.println(str1.equals(str2));
		 //輸出false
		 System.out.println(str1 == str2);
		 
		 String str3 = "This is Java";
		 String str4 = new String("This is Java");
		 //輸出true
		 System.out.println(str3.equals(str4));
		 //輸出false
		 System.out.println(str3 == str4); 
		  
複製代碼

上面代碼str1和str3是直接賦值的，str2是經過字符數組來構建一個字符串常量，str4是直接經過new關鍵字來建立對象。能夠看到用equals比較str1和str2，str3和str4是相等的，用==比較str1和str2，str3和str4是不相等的。這裏簡單說一下equals和==的簡單區別：api

  • ==操做符的做用
  1. 比較基本數據類型是否相同
  2. 判斷引用是否指向堆內存的同一塊地址，也就是是否指向同一個對象
  • equasl方法的做用
  1. 判斷兩個變量是否對同一個對象的引用，也就是內存堆中的內容是否相同，其實就是對String對象所封裝的字符串內容做比較，具體的值是否相等，若是兩個String對象所封裝的字符型內容相同，則equals()方法將返回true。

而上面的狀況由於str1和str2是兩個不一樣的對象，可是內容相等，因此==返回了false，而equals返回true，str3和str4也是同樣道理，從上面能夠簡單得出一個結論，不管上直接賦值仍是經過new關鍵字來建立String對象，都會生成兩個不一樣的String對象，即便字符型內容相同。數組

狀況二

String str5 = "This is Java";
		 String str6 = "This is";
		 String str7 = "This is" + " Java";
		 //輸出true
		 System.out.println(str5.equals(str7));
		 //輸出true
		 System.out.println(str5 == str7); 
複製代碼

從上面代碼能夠看出，不管是用==或者equals來比較兩個沒有引用而且內容值是相等返回都是true，也就是String str7 = "This is" + " Java";這句話沒有建立新的對象，而是引用指向str5的地址。安全

狀況三

String str8 = "This is Java";
		 String str9 = "This is";
		 String str10 = str9 + " Java";
		 //輸出true
		 System.out.println(str8.equals(str10));
		 //輸出false
		 System.out.println(str8 == str10); 
複製代碼

上面發現用==比較時，str8和str10不是指向同一個地址，這是由於在編譯時str8和str9就已經肯定了，而str10是引用變量，不會再編譯時肯定，因此會建立String對象。多線程

狀況四

String str11 = "This is Java";
		 String str12 = new String("This is Java");
		 String str13 = str12;
		 
		 //輸出true
		 System.out.println(str11.equals(str12));
		 //輸出true
		 System.out.println(str11.equals(str13));
		 //輸出true
		 System.out.println(str12.equals(str13));
		 //輸出false
		 System.out.println(str11 == str13); 
		 //輸出false
		 System.out.println(str11 == str12); 
		 //輸出true
		 System.out.println(str12 == str13); 
複製代碼

由於三個String對象的值都是相等的，因此用equals來比較是返回true，由於str13是指向str12，至關於傳遞引用，因此用==來比較是相等的，都是同一個對象，用一張圖來比較直觀：app

String圖一
這裏簡單說一下，由於一開始 String str11 = "This is Java";在常量池已經建立 This is Java這個常量，因此 String str12 = new String("This is Java");這句代碼不會再常量池建立對象，只會在堆上建立對象 This is Java，也就是說 new String建立字符串它其實分兩步操做：

  1. 在堆上建立對象
  2. 檢查常量池有沒有字符串字面量，若是沒有就在常量池建立常量，若是存在就不作任何操做

狀況五

String str14 = "This is Java";
		 String str15 = "This is Java";
		 String str16 = "This is Java";
		 
		 //輸出true
		 System.out.println(str14.equals(str15));
		 //輸出true
		 System.out.println(str14.equals(str16));
		 //輸出true
		 System.out.println(str15.equals(str16));
		 //輸出true
		 System.out.println(str14 == str15); 
		 //輸出true
		 System.out.println(str14 == str16); 
		 //輸出true
		 System.out.println(str15 == str16); 
複製代碼

直接上圖：性能

String 圖2

狀況六

String str17 = new String("This is Java");
		 String str9 = str17.intern();
		 String str18 = "This is Java";
		 //輸出false
		 System.out.println(str9 == str17);
		 //輸出true
		 System.out.println(str9 == str18);
複製代碼

上面調用了intern這個方法，這句話就是把字符串對象加入常量池中，實際操做以下，直接上圖吧：ui

intern
因此上面代碼，用下面圖顯示：

String intern示意圖

總結

  1. String a = "xxx" 可能建立一個或者不建立對象，當xxx這個字符常量在String常量池不存在，會在String常量池建立一個String對象，而後a會指向這個內存地址，後面繼續用這種方式繼續建立xxx字符串常量，始終只有一個內存地址被分配。
  2. String a = new String("xxx")至少建立一個對象，也有可能兩個。只要用到new就確定在堆上建立一個String對象，而且檢查String常量池是否存在，若是不存在就會在Stirng常量池建立這個String對象，存在就不建立。

StringBuffer字符串變量

StringBuffer
在 api文檔上，一樣能夠知道 StringBuffer繼承 Object類，並實現了序列化接口，可以被添加 char序列和值的對象接口，可讀序列接口。和 String相比，沒有實現 Comparable，而是實現了 Appendable。它是 線程安全的可變字符序列，一個相似於 String的字符串緩衝區，可是不能修改，雖然在任意時間點上它都包含某種特定的字符序列，但經過某些方法調用的能夠改變該序列的長度和內容。 StringBuffer上的主要操做是 append和 insert方法，能夠重載這些方法，以接受任意類型的數據，每一個方法都能有效地將給定的數據轉換成字符串，而後將該字符串的字符追加或者插入到字符串緩衝區中。 append方法始終將這些字符添加到緩衝區的末端，而 insert方法則在指定的點添加字符。 StringBuffer和 String不同，它是**字符串變量，是能夠改變的對象，當對字符串作操做時，就是在對象上作操做，不會像 String同樣建立額外的對象進行操做。 

StringBuffer str20 = new StringBuffer("This is");
		 //StringBuffer後面追加內容
		 str20.append(" Java");
		 System.out.println(str20); //輸出：This is Java
		 //刪除第6-8個字符
		 str20.delete(5, 8);
		 System.out.println(str20); //輸出：This Java
		 //在9個位置插入
		 str20.insert(9," is good"); 
		 System.out.println(str20); //輸出：This Java is good
		 //替換5-9
		 str20.replace(5, 9, "C++");
		 System.out.println(str20); //輸出：This C++ is good
		 //倒序
		 str20.reverse();
		 System.out.println(str20); //輸出：doog si ++C sihT
		 
		 //變成大寫
		 System.out.println(str20.toString().toUpperCase()); //輸出：DOOG SI ++C SIHT
		 
		 //第一種方案StringBuffer轉化成String
		 String str21 = new String(str20);
		 System.out.println(str21); //輸出：doog si ++C sihT
		 
		 //第二種方案
		 String str22 = str20.toString();
		 System.out.println(str22); //輸出：doog si ++C sihT
複製代碼

StringBuilder字符串變量

StringBuilder示意圖
和 StringBuffer同樣，也是實現 Serializable， Appendable， CharSequence接口。一個可變的字符序列，這個類提供一個與 StringBuffer兼容的API，可是不保證同步，該類被設計用做 StringBuffer的一個簡易替換，用在字符串緩衝區被單個線程使用的時候。若是可能，建議優先採用該類，由於在大多數實現中，比 StringBuffer要快。在 StringBuilder 上的主要操做是 append和 insert方法，可重載這些方法，以接受任意類型的數據。每一個方法都能有效地將給定的數據轉換成字符串，而後將該字符串的字符追加或插入到字符串生成器中。 append方法始終將這些字符添加到生成器的末端；而 insert方法則在指定的點添加字符。將 StringBuilder的實例用於 多個線程是不安全的。若是須要這樣的同步，則建議使用 StringBuffer。主要一些操做： 

StringBuilder str23 = new StringBuilder("This is"); 
		 //StringBuilder後面追加內容
		 str23.append(" Java");
		 System.out.println(str23); //輸出：This is Java
		 //刪除第6-8個字符
		 str23.delete(5, 8);
		 System.out.println(str23); //輸出：This Java
		 //在9個位置插入
		 str23.insert(9," is good"); 
		 System.out.println(str23); //輸出：This Java is good
		 //替換5-9
		 str23.replace(5, 9, "C++");
		 System.out.println(str23); //輸出：This C++ is good
		 //倒序
		 str23.reverse();
		 System.out.println(str23); //輸出：doog si ++C sihT
		 
		 //變成大寫
		 System.out.println(str23.toString().toUpperCase()); //輸出：DOOG SI ++C SIHT
		 
		 //第一種方案StringBuffer轉化成String
		 String str24 = new String(str23);
		 System.out.println(str24); //輸出：doog si ++C sihT
		 
		 //第二種方案
		 String str25 = str23.toString();
		 System.out.println(str25); //輸出：doog si ++C sihT
		 
複製代碼

三者速度比較

//作賦值操做 
		//String賦值
		String str = new String("I Love Android");
		long starttime1 = System.currentTimeMillis();
		for (int i = 0; i < 100000; i++) {
			str = str + "!";
		}
		long endtime1 = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("String花費的時間 ：" + (endtime1 - starttime1));
		
		//StringBuilder 
		StringBuilder str3 = new StringBuilder("I Love C++");
		long starttime3 = System.currentTimeMillis();
		for (int i = 0; i < 100000; i++) {
			str3 = str3.append("!");
		}
		long endtime3 = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("StringBuilder花費的時間 ：" + (endtime3 - starttime3));
					
		//StringBuffer
		StringBuffer str2 = new StringBuffer("I Love Java");
		long starttime2 = System.currentTimeMillis();
		for (int i = 0; i < 100000; i++) {
			str2 = str2.append("!");
		}
		long endtime2 = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("StringBuffer花費的時間 ：" + (endtime2 - starttime2));
		
			
複製代碼

運行截圖：spa

三者運行時間

總結

  • String ：不可變類，任何對String的改變都會引起新的String對象的生成，適用於少許的字符串操做的狀況
  • StringBuffer ：線程安全，任何對它所指代的字符串的改變都不會產生新的對象，適用多線程下在字符緩衝區進行大量操做的狀況
  • StringBuilder ：線程不安全，所以不適合多線程中使用，適用於單線程下在字符緩衝區進行大量操做的狀況
  • 速度運行方面：StringBuilder > StringBuffer > String
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