Java字符串連接效率

字符串操作是編寫程序中最常見的行爲，本文對String、StringBuilder、StringBuffer三個類在字符串處理方面的效率進行分析。

     Java中最常見也是應用最廣泛的類就是String類。

    

String：Strings are constant; their values cannot be changed after they are created.

     這是JDK對String的解釋，意思是：String是常量，一旦創建後它的值不能被修改。

     先看String對象是如何創建的：

    

String str1 = “abc”;
String str2 = new String(“abc”);

     這是我們常見的兩種形式。

    第一種方式創建的字符串會放在棧裏，更確切的是常量池中，常量池就是用來保存在編譯階段確定好了大小的數據，一般我們定義的int等基本數據類型就保存在這裏。其具體的一個流程就是，編譯器首先檢查常量池，看看有沒有一個“abc”，如果沒有則創建。如果有的話，則則直接把str1指向那個位置。

    第二種創建字符串的方法是通過new關鍵字，還是java的內存分配，java會將new的對象放在堆中，這一部分對象是在運行時創建的對象。所以我們每一次new的時候，都會創建不同的對象，即便是堆中已經有了一個一模一樣的。

     下面的程序將驗證上面的說法。

 

 String str1 = "abc";
 String str2 = new String("abc");

 String str3 = "abc";
 String str4 = new String("abc");

 System.out.println(str1==str2);//false

 System.out.println(str1 == str3);//true
 System.out.println(str2 == str4);//false
 // When the intern method is invoked, if the pool already contains a
 // string equal to this String object as determined by the
 // equals(Object) method, then the string from the pool is returned.
 // Otherwise, this String object is added to the pool and a reference to
 // this String object is returned.
 str2 = str2.intern();
 System.out.println(str1==str2);//true

 //output:
 //false
 //true
 //false
 //true

 

     以上程序中用兩種方式創建的4個對象，”==”比較的是地址，從結果可以看到str1和str3相同，指向同一個對象。而str2和str4比較返回結果是false，說明str2和str4指向的不是同一個對象。

     （上面用到了一個比較少見的方法：intern。在str2調用了intern方法後對str1和str2進行比較返回true，可以從代碼註釋中看明白，intern方法返回常量池中內容和該對象相同的對象，如果常量池中不存在，則將該對象加入到常量池中。）

     String對象是不變的，那爲什麼可以進行str+=”abc”這樣的操作？其實類似這樣的操作是新生成了一個String對象，包含str和abc連接後的字符串。

 

package test;
 public class StringTest {
     public static void main(String[] args) {
         String str1 = "abc";
         str1 += "123";
     }
 }

 

   

 

 從編譯之後的class可以看出編譯器自動引入了StringBuilder類，通過它的初始化方法創建了StringBuilder對象，通過append方法添加了內容，調用toString返回連接後的對象。以上內容證明了String對象是不可變的，連接操作實際是返回了新的對象。如果是循環多次進行連接，將不斷的創建StringBuilder對象，append新內容，toString成String對象。這就帶來了String類處理字符串更改操作的效率問題。

 

public class StringTest {
     public static void main(String[] args) {
         long start, end;

         StringBuilder strBuilder = new StringBuilder(" ");
         start = System.currentTimeMillis();
         for (int i = 0; i < 100000; i++) {
             strBuilder.append(" ");
         }
         end = System.currentTimeMillis();
         System.out.println("StringBuilder append: " + (end - start) + "ms");

         String str = " ";
         start = System.currentTimeMillis();
         for (int i = 0; i < 100000; i++) {
             str += " ";
         }
         end = System.currentTimeMillis();
         System.out.println("String +: " + (end - start) + "ms");
     }
 }

 

 

   可以看到String和StringBuilder在效率方便的差距。

    

StringBuffer：A thread-safe, mutable sequence of characters. A string buffer is like a String, but can be modified.
StringBuilder：A mutable sequence of characters. This class provides an API compatible with StringBuffer, but with no guarantee of synchronization.

    StringBuffer是可變的、線程安全的字符串。StringBuilder就是StringBuffer的非線程同步的版本，二者的方法差不多，只是一個線程安全（適用於多線程）一個沒有線程安全（適用於單線程）。