【SE-04】String、StringBuilder、StringBuffer

发布日期：2021-05-07 08:58:13 浏览次数：19 分类：精选文章

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String、StringBuffer与StringBuilder的技术深度解析

String的特性

String在Java中是不可变的字符序列，这一特性体现在以下几个方面：

不可变性：

当对字符串重新赋值时，需要重新指定内存区域，不能直接修改原有的对象。

例如，str = new String("test") 会创建一个新的字符串对象，而不是修改原有的字符串。

修改操作：

对字符串的任何修改操作（如拼接、replace()等），都不会在原来的对象上直接修改，而是重新新建了一个修改后的对象。

例如，str.replace("o", "x") 会返回一个新的字符串，而不是修改原有的字符串。

内存管理：

String底层维护的是一个final类型的字符数组，且其本身也为final。

Java中是按值传递，只有对象引用按值传递，基本数据类型和字符串都是按值传递，无法通过方法修改对象指针。

String的定义方式

字符串在Java中可以通过以下几种方式定义：

使用new操作符：

String str = new String(new char[]{'a', 'b', 'c'});

或者 String str = new String("abc");

这种方式适用于已知具体内容的情况。

字符串字面常量：

String str = "abc";

这种方式最常用，且在编译时会进行优化。

构造器：

String str = new String("abc", 2, 5);

这种方式适用于需要指定子字符串的情况。

字符串拼接：

String str = "a" + "b" + "c";

这种方式在多次拼接时会多次创建新的字符串对象，效率较低。

常见方法

String类中提供了一系列操作方法，主要包括以下几种：

length()：返回字符串的长度。

charAt(int index)：返回指定索引位置的字符。

substring(int beginIndex, int endIndex)：返回子字符串。

contains(String sequence)：检查字符串是否包含指定子字符串。

startsWith(String prefix)：检查字符串是否以指定前缀开头。

indexOf(String sequence)：返回指定子字符串在当前字符串中的索引。

需要注意的是，所有修改操作都会返回新的字符串对象，而不是修改原有的字符串对象。

StringBuffer与StringBuilder

StringBuffer

基本介绍：

StringBuffer是可变的字符序列，支持多线程操作，线程安全机制通过 synchronized 锁实现。

底层实现：

StringBuffer底层创建了一个长度为（构造器内字符数+16）的字符数组。

例如：

StringBuffer stringBuffer1 = new StringBuffer(); // 初始长度为16  
StringBuffer stringBuffer2 = new StringBuffer("aaa"); // 初始长度为19

扩容机制：

当字符序列超出当前数组容量时，底层会扩容为原有容量的2倍+2，并将原有数组复制到新数组中。

例如：

public void append(char c) {  
    ensureCapacity(size() + 1);  
    char[] value = array;  
    value = new char[value.length * 2 + 2];  
    System.arraycopy(value, 0, array, 0, array.length);  
    array = value;  
    array[size++] = c;  
}

线程安全：

StringBuffer的所有操作都对锁进行了处理，确保线程安全。

StringBuilder

基本介绍：

StringBuilder是不可线程安全的高效字符串操作类，JDK5.0新增。

线程安全性：

StringBuilder的操作是不带锁的，因此在多线程环境中可能会出现数据不一致的问题。

效率：

StringBuilder的操作效率比StringBuffer高，主要体现在不需要锁的开销。

常用方法：

public StringBuilder append(char c) {  
    super.append(c);  
    return this;  
}  
public StringBuilder append(CharSequence seq) {  
    super.append(seq);  
    return this;  
}

三者比较

特性	String	StringBuffer	StringBuilder
是否可变	不可变	可变	可变
是否线程安全	不安全	安全	不安全
内存分配方式	内部数组	内部数组	内部数组
性能	最差	较差	较好
常用场景	文本处理	大量修改	大量修改

总结

String、StringBuffer与StringBuilder三者各有优劣，选择时应根据具体需求决定。String适用于不可变的文本处理；StringBuilder适合需要高效操作的场景；而StringBuffer则是线程安全的选择。

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