java String, StringBuffer,StringBuilder

2017-01-13 15:04:02来源:csdn作者:Google_huchun人点击

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面试题: String,StringBuffer,StringBuilder的区别?

1:String是不可改变的量,声明的内容不可以修改,而StringBuffer和StringBuilder都是可变字符串序列,声明的内容可以修改; 2:StringBuffer是同步方法,属于线程安全操作,StringBulder是异步方法,属于非线程安全操作;

使用场景:

使用 String 类的场景:在字符串不经常变化的场景中可以使用 String 类,例如常量的声明、少量的变量运算。

使用 StringBuffer 类的场景:在频繁进行字符串运算(如拼接、替换、删除等),并且运行在多线程环境中,则可以考虑使用 StringBuffer,例如 XML 解析、HTTP 参数解析和封装。

使用 StringBuilder 类的场景:在频繁进行字符串运算(如拼接、替换、和删除等),并且运行在单线程的环境中,则可以考虑使用 StringBuilder,如 SQL 语句的拼装、JSON 封装等。

分析:

在性能方面,由于 String 类的操作是产生新的 String 对象,而 StringBuilder 和 StringBuffer 只是一个字符数组的扩容而已,所以 String 类的操作要远慢于 StringBuffer 和 StringBuilder。

简要的说, String 类型和 StringBuffer 类型的主要性能区别其实在于 String 是不可变的对象, 因此在每次对 String 类型进行改变的时候其实都等同于生成了一个新的 String 对象,然后将指针指向新的 String 对象。所以经常改变内容的字符串最好不要用 String ,因为每次生成对象都会对系统性能产生影响,特别当内存中无引用对象多了以后, JVM 的 GC 就会开始工作,那速度是一定会相当慢的。

而如果是使用 StringBuffer 类则结果就不一样了,每次结果都会对 StringBuffer 对象本身进行操作,而不是生成新的对象,再改变对象引用。所以在一般情况下我们推荐使用 StringBuffer ,特别是字符串对象经常改变的情况下。

而在某些特别情况下, String 对象的字符串拼接其实是被 JVM 解释成了 StringBuffer 对象的拼接,所以这些时候 String 对象的速度并不会比 StringBuffer 对象慢,而特别是以下的字符串对象生成中, String 效率是远要比 StringBuffer 快的:

1: String S1 = “This is only a" + “ simple" + “ test";
2: StringBuffer Sb = new StringBuilder(“This is only a").append(“ simple").append(“ test");

你会很惊讶的发现,生成 String S1 对象的速度简直太快了,而这个时候 StringBuffer 居然速度上根本一点都不占优势。其实这是 JVM 的一个把戏,在 JVM 眼里,这个

String S1 = “This is only a" + “ simple" + “test";

源码:

String,StringBuffer,StringBuilder都实现了CharSequence接口。

public interface CharSequence{
int length();
// return the char value at the specified index
char charAt(int index);
// return a new CharSequence that is a subsequence
// of this sequence.
CharSequence subSequence(int start, int end);
public String toString();
}

String的源码

public final class String{
private final char value[]; // used for character storage
private int the hash; // cache the hash code for the string
}

成员变量只有两个: final的char类型数组 int类型的hashcode

构造函数

public String()
public String(String original){
this.value = original.value;
this.hash = original.hash;
}
public String(char value[]){
this.value = Arrays.copyOf(value, value.length);
}
public String(char value[], int offset, int count){
// 判断offset,count,offset+count是否越界之后
this.value = Arrays.copyOfRange(value, offset, offset+count);
}

这里用到了一些工具函数 copyOf(source[],length); 从源数组的0位置拷贝length个; 这个函数是用System.arraycopy(original, 0, copy, 0, Math.min(original.length, newLength))实现的。

copyOfRange(T[] original, int from, int to)。

构造函数还可以用StringBuffer/StringBuilder类型初始化String,

public String(StringBuffer buffer) {
synchronized(buffer) {
this.value = Arrays.copyOf(buffer.getValue(), buffer.length());
}
}
public String(StringBuilder builder) {
this.value = Arrays.copyOf(builder.getValue(), builder.length());
}

除了构造方法,String类的方法有很多, length,isEmpty,可以通过操作value.length来实现。 charAt(int index): 通过操作value数组得到。注意先判断index的边界条件

public char charAt(int index) {
if ((index < 0) || (index >= value.length)) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);
}
return value[index];
}

getChars方法

public void getChars(int srcBegin, int srcEnd,
char dst[], int dstBegin)
{
//边界检测
System.arraycopy(value, srcBegin, dst, dstBegin, srcEnd - srcBegin);
}

equals方法,根据语义相等(内容相等,而非指向同一块内存),重新定义了equals

public boolean equals(Object anObject) {
if (this == anObject) {
return true;
}
if (anObject instanceof String) {
String anotherString = (String)anObject;
int n = value.length;
if (n == anotherString.value.length) {
char v1[] = value;
char v2[] = anotherString.value;
int i = 0;
while (n-- != 0) {
if (v1[i] != v2[i])
return false;
i++;
}
return true;
}
}
return false;
}

如果比较的双方指向同一块内存,自然相等;(比较==即可) 如果内容相等,也相等,比较方法如下: 首先anObject得是String类型(用关键字instanceof) 然后再比较长度是否相等; 如果长度相等,则挨个元素进行比较,如果每个都相等,则返回true.

还有现成安全的与StringBuffer内容比较 contentEquals(StringBuffer sb),实现是在sb上使用同步。

compareTo(): 如果A大于B,则返回大于0的数; A小于B,则返回小于0的数; A=B,则返回0

public int compareTo(String anotherString) {
int len1 = value.length;
int len2 = anotherString.value.length;
int lim = Math.min(len1, len2);
char v1[] = value;
char v2[] = anotherString.value;int k = 0;
while (k < lim) {
char c1 = v1[k];
char c2 = v2[k];
if (c1 != c2) {
return c1 - c2;
}
k++;
}
return len1 - len2;
}

regionMatches:如果两个字符串的区域都是平等的,

public boolean regionMatches(int toffset, String other, int ooffset,
int len) {
//判断边界条件
while (len-- > 0) {
if (ta[to++] != pa[po++]) {
return false;
}
}
}
public boolean regionMatches(boolean ignoreCase, int toffset,
String other, int ooffset, int len) {
while (len-- > 0) {
char c1 = ta[to++];
char c2 = pa[po++];
if (c1 == c2) {
continue;
}
if (ignoreCase) {
// If characters don't match but case may be ignored,
// try converting both characters to uppercase.
// If the results match, then the comparison scan should
// continue.
char u1 = Character.toUpperCase(c1);
char u2 = Character.toUpperCase(c2);
if (u1 == u2) {
continue;
}
// Unfortunately, conversion to uppercase does not work properly
// for the Georgian alphabet, which has strange rules about case
// conversion.So we need to make one last check before
// exiting.
if (Character.toLowerCase(u1) == Character.toLowerCase(u2)) {
continue;
}
}
return false;
}
return true;
}

startsWith(String prefix, int toffset) startsWith(String prefix) endsWith(String suffix)

{
return startsWith(suffix, value.length
- suffix.value.length);
}

substring(int beginIndex,int endIndex) 除了条件判断:

return (beginIndex == 0) ? this : new String(value, beginIndex, subLen);

字符串连接concat(String str)

int otherLen = str.length();
if (otherLen == 0) {
return this;
}
int len = value.length;
char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen);
str.getChars(buf, len);
return new String(buf, true);

对于StringBuffer和StringBuilder StringBuffer 和 StringBuilder 都是继承于 AbstractStringBuilder, 底层的逻辑(比如append)都包含在这个类中。

public AbstractStringBuilder append(String str) {
if (str == null) str = "null";
int len = str.length();
ensureCapacityInternal(count + len);//查看使用空间满足,不满足扩展空间
str.getChars(0, len, value, count);//getChars就是利用native的array copy,性能高效
count += len;
return this;
}

StringBuffer 底层也是 char[], 数组初始化的时候就定下了大小, 如果不断的 append 肯定有超过数组大小的时候,我们是不是定义一个超大容量的数组,太浪费空间了。就像 ArrayList 的实现,采用动态扩展,每次 append 首先检查容量,容量不够就先扩展,然后复制原数组的内容到扩展以后的数组中.


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