StringBuilder是java5及以後提供的API,它不是線程安全的,而StringBuffer是java1.4以前的API,它是線程安全的,所以說StringBuilder的效率更高一些,今天來講一下在java中字符串連接的幾種方法比較。。
寫這篇文章主要是關於以前的一篇文章百度面試題,中由於循環中字符串的連接問題需要優化一下。。
字符串是Java程序中最常用的一種數據結構之一。在Java中的String類已經重載的"+"。也就是說,字符串可以直接使用"+"進行連接,如下面代碼所示:
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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。那麼我們應該用哪個呢?
下面讓我們先看看如下的代碼:
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package string; public class TestSimplePlus { public static void main(String[] args) { 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"+"號並沒有什麼區別,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,其中的奧祕就一目瞭然了。在本文將使用jad來反編譯,命令如下:
jad -o -a -s d.java TestSimplePlus.class
反編譯後的代碼如下:
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package string; import java.io.PrintStream; public class TestSimplePlus { public TestSimplePlus() { // 0 0:aload_0 // 1 1:invokespecial #8 < Method void Object()> // 2 4:return } public static void main(String args[]) { String s = "abc"; // 0 0:ldc1 #16 < String "abc"> // 1 2:astore_1 String ss = (new StringBuilder("ok")).append(s).append("xyz").append(5).toString(); // 2 3:new #18 < Class StringBuilder> // 3 6:dup // 4 7:ldc1 #20 < String "ok"> // 5 9:invokespecial #22 < Method void StringBuilder(String)> // 6 12:aload_1 // 7 13:invokevirtual #25 < Method StringBuilder StringBuilder.append(String)> // 8 16:ldc1 #29 < String "xyz"> // 9 18:invokevirtual #25 < Method StringBuilder StringBuilder.append(String)> // 10 21:iconst_5 // 11 22:invokevirtual #31 < Method StringBuilder StringBuilder.append(int)> // 12 25:invokevirtual #34 < Method String StringBuilder.toString()> // 13 28:astore_2 System.out.println(ss); // 14 29:getstatic #38 < Field PrintStream System.out> // 15 32:aload_2 // 16 33:invokevirtual #44 < Method void PrintStream.println(String)> // 17 36:return } }
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,並不用瞭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類。
那麼是不是可以根據這個結論推出使用"+"和StringBuilder類的效果是一樣的呢?這個要從兩個方面的解釋。如果從運行結果來解釋,那麼"+"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),那麼"+"和StringBuilder類基本是一樣的,但如果結構比較複雜,如使用循環來連接字符串,那麼產生的Java Byte Code就會有很大的區別。先讓我們看看如下的代碼:
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package string; import java.util.*; public class TestComplexPlus { public static void main(String[] args) { String s = ""; Random rand = new Random(); for (int i = 0; i < 10; i++) { s = s + rand.nextInt(1000) + " "; } System.out.println(s); } }
上面的代碼返編譯後的Java Byte Code如下:
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package string; import java.io.PrintStream; import java.util.Random; public class TestComplexPlus { public TestComplexPlus() { // 0 0:aload_0 // 1 1:invokespecial #8 < Method void Object()> // 2 4:return } public static void main(String args[]) { String s = ""; // 0 0:ldc1 #16 < String ""> // 1 2:astore_1 Random rand = new Random(); // 2 3:new #18 < Class Random> // 3 6:dup // 4 7:invokespecial #20 < Method void Random()> // 5 10:astore_2 for(int i = 0; i < 10; i++) //* 6 11:iconst_0 //* 7 12:istore_3 //* 8 13:goto 49 s = (new StringBuilder(String.valueOf(s))).append(rand.nextInt(1000)).append(" ").toString(); // 9 16:new #21 < Class StringBuilder> // 10 19:dup // 11 20:aload_1 // 12 21:invokestatic #23 < Method String String.valueOf(Object)> // 13 24:invokespecial #29 < Method void StringBuilder(String)> // 14 27:aload_2 // 15 28:sipush 1000 // 16 31:invokevirtual #32 < Method int Random.nextInt(int)> // 17 34:invokevirtual #36 < Method StringBuilder StringBuilder.append(int)> // 18 37:ldc1 #40 < String " "> // 19 39:invokevirtual #42 < Method StringBuilder StringBuilder.append(String)> // 20 42:invokevirtual #45 < Method String StringBuilder.toString()> // 21 45:astore_1 // 22 46:iinc 3 1 // 23 49:iload_3 // 24 50:bipush 10 // 25 52:icmplt 16 System.out.println(s); // 26 55:getstatic #49 < Field PrintStream System.out> // 27 58:aload_1 // 28 59:invokevirtual #55 < Method void PrintStream.println(String)> // 29 62:return } }
大家可以看到,雖然編譯器將"+"轉換成了StringBuilder類,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,那麼仍然會佔用大量的資源。解決這個問題的方法就是在程序中直接使用 StringBuilder類來連接字符串,代碼如下:
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package string; import java.util.*; public class TestStringBuilder { public static void main(String[] args) { String s = ""; 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()); } }
上面代碼反編譯後的結果如下:
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package string; import java.io.PrintStream; import java.util.Random; public class TestStringBuilder { public TestStringBuilder() { // 0 0:aload_0 // 1 1:invokespecial #8 < Method void Object()> // 2 4:return } public static void main(String args[]) { String s = ""; // 0 0:ldc1 #16 < String ""> // 1 2:astore_1 Random rand = new Random(); // 2 3:new #18 < Class Random> // 3 6:dup // 4 7:invokespecial #20 < Method void Random()> // 5 10:astore_2 StringBuilder result = new StringBuilder(); // 6 11:new #21 < Class StringBuilder> // 7 14:dup // 8 15:invokespecial #23 < Method void StringBuilder()> // 9 18:astore_3 for(int i = 0; i < 10; i++) //* 10 19:iconst_0 //* 11 20:istore 4 //* 12 22:goto 47 { result.append(rand.nextInt(1000)); // 13 25:aload_3 // 14 26:aload_2 // 15 27:sipush 1000 // 16 30:invokevirtual #24 < Method int Random.nextInt(int)> // 17 33:invokevirtual #28 < Method StringBuilder StringBuilder.append(int)> // 18 36:pop result.append(" "); // 19 37:aload_3 // 20 38:ldc1 #32 < String " "> // 21 40:invokevirtual #34 < Method StringBuilder StringBuilder.append(String)> // 22 43:pop } // 23 44:iinc 4 1 // 24 47:iload 4 // 25 49:bipush 10 // 26 51:icmplt 25 System.out.println(result.toString()); // 27 54:getstatic #37 < Field PrintStream System.out> // 28 57:aload_3 // 29 58:invokevirtual #43 < Method String StringBuilder.toString()> // 30 61:invokevirtual #47 < Method void PrintStream.println(String)> // 31 64:return } }
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複雜,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類時要注意,儘量不要"+"和StringBuilder混着用,否則會創建更多的StringBuilder對象,如下面代碼所:
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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) + " "); } 則反編譯後的結果如下: for(int i = 0; i < 10; i++) //* 10 19:iconst_0 //* 11 20:istore 4 //* 12 22:goto 65 { result.append((new StringBuilder(String.valueOf(rand.nextInt(1000)))).append(" ").toString()); // 13 25:aload_3 // 14 26:new #21 < Class StringBuilder> // 15 29:dup
從上面的代碼可以看出,Java編譯器將"+"編譯成了StringBuilder類,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改爲StringBuffer,而JDK1.4將"+"轉換爲 StringBuffer(因爲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。
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