Java 中拼接 String 的 N 种方式

Posted 2022-02-17 程序猿阿朗

Java 提供了拼接 String 字符串的多种方式，不过有时候如果我们不注意 `null` 字符串的话，可能会把 `null` 拼接到结果当中，很明显这不是我们想要的。 在这篇文章中，将介绍一些在拼接 String 时避免 `null` 值的几种方式。

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1. 前言

Java 提供了拼接 String 字符串的多种方式，不过有时候如果我们不注意 null 字符串的话，可能会把 null 拼接到结果当中，很明显这不是我们想要的。

在这篇文章中，将介绍一些在拼接 String 时避免 null 值的几种方式。

2. 问题复现

如果我们想要拼接 String 数组，可以简单的使用 + 运算符进行拼接，但是可能会遇到 null 值。

String[] values = "https", "://", "www.", "wdbyte", ".com", null;
String result = "";

for (String value : values) 
    result = result + value;

这会将所有元素拼接到结果字符串中，如下所示：

https://www.wdbyte.comnull

但是，我们已经发现问题了，最后的 null 值作为字符串也拼接了下来，这显然不是我们想要的。

同样，即使我们在 Java 8 或更高版本上运行，然后使用String.join() 静态方法拼接字符串，一样会得到带有 null 值的输出。

String[] values = "https", "://", "www.", "wdbyte", ".com", null;
String result = String.join("", values);
// output: https://www.wdbyte.comnull

下面看看一些可以避免 null 值被拼接下来的方法，我的期待的输出结果应该是:

https://www.wdbyte.com

3. 使用 + 运算符

加法符号 + 可以拼接 String 字符串，那么我们只需要在拼接时进行 null 判断就可以把 null 值替换为空字符串了。

for (String value : values) 
  result = result + (value == null ? "" : value);

然而，我们知道 String 是一个不可变对象，使用 + 号会频繁的创建字符串对象，每次都会在内存中创建一个新的字符串，所以使用 + 符号来拼接字符串的性能消耗是很高的。

为了方便后续的代码演示，我们抽取一个可以传入字符串，返回一个非 null 字符串的方法。

public String nullToString(String value) 
    return value == null ? "" : value;

因此上面的代码可以改为调用这个方法：

for (String value : values) 
    result = result + nullToString(value);

4. 使用 String.concat()

String.concat() 是 String 类自带的一个方法，使用这种方式拼接字符串十分方便。

for (String value : values) 
    result = result.concat(getNonNullString(value));

因为调用了 nullToString() 方法，因此得到的结果中没有 null 值。

5. 使用 StringBuilder

StringBuilder 类提供了很多有用且方便的 String 构建方法。其中比较常用的是 append() 方法，使用 append() 来拼接字符串，同时结合 nullToString() 方法来避免 null 值。

String[] values = "https", "://", "www.", "wdbyte", ".com", null;
StringBuilder result = new StringBuilder();
for (String value : values) 
    result = result.append(nullToString(value));

可以得到如下结果：

https://www.wdbyte.com

6. 使用 StringJoiner 类 (Java 8+)

StringJoiner 类提供了更强大的字符串拼接功能，不仅可以指定拼接时的分隔符，还可以指定拼接时的前缀和后缀，这里我们可以使用它的 add()方法来拼接字符串。

同样的会用 nullToString() 方法来避免 null 值。

String[] values = "https", "://", "www.", "wdbyte", ".com", null;
StringJoiner result = new StringJoiner("");
for (String value : values) 
    result = result.add(nullToString(value));

7. 使用 Streams.filter (Java 8+)

Stream API 是 Java 8 引入的功能强大的流式操作类，可以进行常见的过滤、映射、遍历、分组、统计等操作。其中的过滤操作 filter 可以接收一个 Predicate 函数，Predicate 函数接口同之前介绍的 Function (opens new window)接口一样，是一个函数式接口，它可以接受一个泛型 <T> 参数，返回值为布尔类型，Predicate 常用于数据过滤。

因此，我们可以定义一个Predicate 来检查为 null 的字符串，然后传递给 Stream API 的 filter() 方法。

最后再使用 Collectors.joining() 方法拼接剩余的非 null 字符串。

String[] values = "https", "://", "www.", "wdbyte", ".com", null;
String result = Arrays.stream(values)
    .filter(Objects::nonNull)
    .collect(Collectors.joining());

8. 总结

这篇文章介绍了拼接非 null 字符串的几种方式，不同的方式可能适合不同的场景，不过要注意拼接String 字符串是一项昂贵的操作，下面是使用 JMH 对几种拼接方式进行基准测试的结果。

Benchmark                   Mode   Cnt       Score        Error  Units
StringConcat.operateAdd     thrpt   25  13635005.992 ± 549759.774  ops/s
StringConcat.String.concat  thrpt   25   7465193.417 ± 667928.552  ops/s
StringConcat.StringBuilder  thrpt   25  13949781.608 ± 142001.421  ops/s
StringConcat.StringJoiner   thrpt   25   9502405.473 ± 211977.433  ops/s
StringConcat.StreamFilter   thrpt   25   8998396.107 ± 649033.722  ops/s

可以看到 StringBuilder 的性能是最好的，实际使用时要结合具体场景，然后选择最低的性能开销方式。

一如既往，文章中的代码存放在：github.com/niumoo/JavaNotes

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