String和StringBuilder和StringBuffer

Posted 2020-12-23 xiaozhang666

String简述

字符串广泛应用 在Java 编程中，在 Java 中字符串属于对象，Java 提供了 String 类来创建和操作字符串。

 

String使用final关键字修饰可以知道String是不可变的类，String中字符数组的长度你定义多少，就是多少，不存在字符数组扩容一说。

内部是final修饰的char[] value，表示String类不可被继承，且value只能被初始化一次。这里的value变量其实就是存储了String字符串中的所有字符。

//String
public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
        /** The value is used for character storage. */
    private final char value[];
    public String substring(int beginIndex) {
        if (beginIndex < 0) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);
        }
        int subLen = value.length - beginIndex;
        if (subLen < 0) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(subLen);
        }
        return (beginIndex == 0) ? this : new String(value, beginIndex, subLen);
    }
}
//StringBuilder
public final class StringBuilder
    extends AbstractStringBuilder
    implements java.io.Serializable, CharSequence{
    @Override
    public StringBuilder append(String str) {
        super.append(str);
        return this;
    }
}

查看类

　　java.lang.String ：此类不需要导入。

查看构造方法

　　String() 创建一个空的字符串对象 　　String(String original) 根据字符串来创建一个字符串对象 　　String(char[] value) 通过字符数组来创建字符串对象 　　String(byte[] bytes) 通过字节数组来构造新的字符串对象 　　String(byte[] bytes, int offset, int length) 通过字节数组一部分来构造新的字符串对象

通过构造方法创建

　　通过 new 创建的字符串对象，每一次 new 都会申请一个内存空间，虽然内容相同，但是地址值不同
直接赋值方式创建

　　以“”方式给出的字符串，只要字符序列相同(顺序和大小写)，无论在程序代码中出现几次，JVM 都只会建立一个 String 对象，并在字符串池中维护

常用方法

　　

public boolean equals (Object anObject) ：将此字符串与指定对象进行比较。
public boolean equalsIgnoreCase (String anotherString) ：将此字符串与指定对象进行比较，忽略大小写。
public boolean contains (CharSequence s) ：判断参数字符串在当前字符串中是否存在(区分大小写)。存在，返回true，否则，返回false。
public boolean endsWith(String suffix) ：测试此字符串是否以指定的后缀结尾(区分大小写)。
public boolean startsWith(String prefix) ：测试此字符串是否以指定的前缀开始(区分大小写)

public int length () ：返回此字符串的长度。
public String concat (String str) ：将指定的字符串连接到该字符串的末尾。
public char charAt (int index) ：返回指定索引处的 char值。
public int indexOf (String str) ：返回指定子字符串第一次出现在该字符串内的索引。
public int lastIndexOf(String str) ：返回指定子字符串最后一次出现的字符串中的索引。 如果不包含，则返回-1。public String substring (int beginIndex) ：返回一个子字符串，从beginIndex开始截取字符串到字符串结尾。
public String substring (int beginIndex, int endIndex) ：返回一个子字符串，从beginIndex到endIndex截取字符串。含beginIndex，不含endIndex。

public char[] toCharArray () ：将此字符串转换为新的字符数组。
public byte[] getBytes () ：使用平台的默认字符集将该 String编码转换为新的字节数组。
public String toLowerCase() ：使用默认语言环境的规则将此 String所有字符转换为小写。public String toUpperCase() ：将此 String所有字符转换为大写，使用默认语言环境的规则。
public String replace (CharSequence target, CharSequence replacement) ：将与target匹配的字符串使用replacement字符串替换

public String[] split(String regex) ：将此字符串按照给定的regex（规则）拆分为字符串数组。
public String trim() ：去掉当前字符串的前后空格，并返回一个新字符串，原字符串不变

 

 Java StringBuffer 和 StringBuilder 类——StringBuffer字符串变量、StringBuilder字符串变量

StringBuffer和StringBuilder二者的源码以及append方法，二者都是AbstractStringBuilder的子类，
也都实现了Serializable（可序列化）和CharSequence（char类型的可读序列）接口，AbstractStringBuilder 
实现了Appendable（长度可增加）和CharSequence接口。

StringBuffer上使用了synchronized 关键字加了同步锁证明它是线程安全的，而StringBuilder没有使用说明是线程不安全的

//StringBuilder
public final class StringBuilder
    extends AbstractStringBuilder
    implements java.io.Serializable, CharSequence{
    @Override
    public StringBuilder append(String str) {
        super.append(str);
        return this;
    }
}
    
//StringBuffer
 public final class StringBuffer
    extends AbstractStringBuilder
    implements java.io.Serializable, CharSequence{
    @Override
    private transient char[] toStringCache;
    public synchronized StringBuffer append(String str) {
        toStringCache = null;
        super.append(str);
        return this;
    }
}

//AbstractStringBuilder 
abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence{
    char[] value;
    int count;
    AbstractStringBuilder(int capacity) {
        value = new char[capacity];
    }
}
  

StringBuilder原理分析

　

    public StringBuilder(int capacity) {
        super(capacity);
    }
        public StringBuilder(String str) {
        super(str.length() + 16);
        append(str);
    }
     public StringBuilder(CharSequence seq) {
        this(seq.length() + 16);
        append(seq);
    }
        @Override
    public StringBuilder append(Object obj) {
        return append(String.valueOf(obj));
    }

    @Override
    public StringBuilder append(String str) {
        super.append(str);
        return this;
    }
      @Override
    public String toString() {
        // Create a copy, don‘t share the array
        return new String(value, 0, count);
    }

• 在参数String类型的构造方法中，在本身字符串长度的基础上再增加16个字符长度，作为StringBuilder实例的初始数组容量，并将str字符串 append到StringBuilder的数组中。
• 这里的toString方法直接new 一个String对象，将StringBuilder对象的value进行一个拷贝，重新生成一个对象，不直接操作StringBuilder的value。
• StringBuilder没有像String一样去重新new 对象，所以在频繁的拼接字符上省去了new 关键字的StringBuilder，不必每次都要重新开辟新的内存空间，其效率远远高于String类。

StringBuffer原理分析

　　StringBuffer是线程安全的高效字符串操作类，在StringBuilder上加了锁机制
　　StringBuilder的构造方法、append()和toString()方法

 

总结

• String 类不可变，内部维护的char[] 数组长度不可变，为final修饰，String类也是final修饰，不存在扩容。字符串拼接，截取，都会生成一个新的对象。频繁操作字符串效率低下，因为每次都会生成新的对象。
• StringBuilder 类内部维护可变长度char[] ， 初始化数组容量为16，存在扩容， 其append拼接字符串方法内部调用System的native方法，进行数组的拷贝，不会重新生成新的StringBuilder对象。它是非线程安全的字符串操作类， 其每次调用 toString方法而重新生成的String对象，不会共享StringBuilder对象内部的char[]，会进行一次char[]的copy操作。
• StringBuffer 类内部维护可变长度char[]， 基本上与StringBuilder一致，但其为线程安全的字符串操作类，大部分方法都采用了Synchronized关键字修改，以此来实现在多线程下的操作字符串的安全性。其toString方法而重新生成的String对象，会共享StringBuffer对象中的toStringCache属性（char[]），但是每次的StringBuffer对象修改，都会置null该属性值。