Java 基础 之 String

在Java中字符串的使用非常广泛,我们常用的如:String ,StringBuffer, StringBuilder.但是一直都没有系统的整理过他们的区别,今天就系统的整理一下,记录自己的学习历程。

一:String


首先我们看下String的源码:

public final class String implementsjava.io.Serializable, Comparable, CharSequence

从String的类声明上就可以发现,String是一个类而不是基本数据类型。

既然是一个类,那String的使用也很简单,直接new就可以了。

String可以通过 “+ “来完成字符串的拼接,那我们来做个测试:

Java 基础 之 String_第1张图片

使用是很简单,但是通过我们上面的测试发现一个问题就是,当我们 给str + “test”后,他的hashCode发生了变化,说明了第10行的str已经是一个新的对象了。

在String的源码中维护了一个finalchar value[],如下:

private final charvalue[];

所以从源码中我们可以发现,value是final类型的,是不能被改变的,所以只要改变就只能生一个新的String对象。也可以说String类型的对象是长度不可变的,String拼接字符串每次都要生成一个新的对象,所以拼接字符串的效率也比较低。

二:StringBuffer


首先我们看下StringBuffer的源码:

public final class StringBuffer extends AbstractStringBuilder

                 implementsjava.io.Serializable, CharSequence

从源码中我们可以看出,StringBuffer也是一个final class,也不能被继承。既然是类,那使用也一样直接new一个对象出来。

StringBuffer是通过.append 来完成字符串的拼接,那让我们来做个测试

Java 基础 之 String_第2张图片

从我们的测试来看,StringBuffer和 String 类是不同的,因为StringBuffer被修改后并没有产生新的对象,是在之前的对象上修改的。下面我们来看下部分源码:

   publicStringBuffer() {

      super(16);

     }

    public StringBuffer append(CharSequence s) {

         if (s == null) s = "null";

         if (s instanceofString) return this.append((String)s);

         if (s instanceofStringBuffer) return this.append((StringBuffer)s);

          return this.append(s, 0, s.length());

     }

     public synchronized StringBuffer append(CharSequence s, int start, intend)

     {

        super.append(s, start, end);

        return this;

     }

 从上面的代码中可以看出来,StringBuffer的初始容量可以容纳16个字符,当该对象的实体存放的字符的长度大于16时,实体容量就自动增加。

StringBuffer的函数都是加了Synchronized关键字的,所以StringBuffer的方法是线程安全的,可以在多线程中使用。

总结:

如果对字符串的改变少,使用String;

如果对字符串修改的较多或需要线程安全就用StringBuffer,

三:StringBuilder


首先我们看下StringBuilder的源码:

public final class StringBuilder extends AbstractStringBuilder 

                        implements java.io.Serializable, CharSequence

从源码中我们可以看出,StringBuilder和StringBuffer一样,也是一个final class,也不能被继承。既然是类,那使用也一样直接new一个对象出来。

StringBuilder是通过.append 来完成字符串的拼接,那让我们来做个测试

Java 基础 之 String_第3张图片

从上面的测试我门可以发现StringBuilder 类的对象能够被多次的修改,并且不产生新对象。

下面我们来看下部分源码:

 public StringBuilder(String str) {

         super(str.length() + 16);

         append(str);

    }

   private StringBuilder append(StringBuilder sb) {

         if (sb == null) returnappend("null");

         int len = sb.length();

         int newcount = count + len;

         if(newcount > value.length)

             expandCapacity(newcount);

         sb.getChars(0, len, value, count);

         count = newcount;

         return this;

     }

从源码中我们可以发现它和StringBuffer 之间的最大不同在于StringBuilder 的方法不是线程安全的(不能同步访问)。所以在单线程的环境下StringBuilder相较于StringBuffer 有速度优势,因为它不需要做同步处理。

StringBuffer的默认长度是16, StringBuilder的默认长度是16+初始化传入字符串的长度。

四:扩容


下面是扩容的源码:

void expandCapacity(int minimumCapacity) {

    int newCapacity = value.length * 2 + 2;

    if (newCapacity -minimumCapacity < 0)

        newCapacity = minimumCapacity;

    if (newCapacity < 0) {

        if (minimumCapacity < 0) // overflow

            throw new OutOfMemoryError();

        newCapacity = Integer.MAX_VALUE;

      }

    value =Arrays.copyOf(value, newCapacity);

 }

当我们对StringBuffer和StringBuilder进行append的时候,会先判断当前的容量是否可以放下,如果长度不够,就会调用expandCapacity来进行扩容

扩容的计算公式:现在的长度*2 + 2;

如果我们扩容后的长度(newCapacity)还是放不下(minimumCapacity)的长度那就直接把所需要的长度赋值给扩容后的长度(newCapacity = minimumCapacity);

因为当int的最大值 + 1就会变成负数,所以我们需要在扩容完后验证,newCapacity的正确性防止内存溢出,如果超过了int的最大长度,那么就把NewCapacity 设置成Integer.MAX_VALUE,

newCapacity = Integer.MAX_VALUE;

Java 基础 之 String_第4张图片

最后把原数组copy到扩容后的数组中:

 value = Arrays.copyOf(value,newCapacity);

总结:

    当需要频繁的字符串拼接和删除时,建议使用StringBuffer或StringBuilder

    在单线程的程序中,使用String或StringBuilder

    在多线程的程序中,使用StringBuffer.

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