JDK1.7-StringBuilder源码详解

 

       StringBuilder是一个可变字符序列 (字符串)。和String相比,两者都是字符串,都是字符的有序排列;不同的是,String是不可变的,而StringBuilder是可变的。

       StringBuilderStringBuffer几乎一样,只是前者没有同步处理,更加高效。因此,这两者的操作逻辑几乎是一样的,可以通过一个抽象的父类AbstractStringBuilder来实现共同的方法,而只需要在StringBuffer的方法中加上synchronized关键字即可。这点可以在源码中明显感觉到。

        所以这里就不讨论StringBuffer了,只看StringBuilder,下面将结合AbstractStringBuilder一起来讨论StringBuilder的应用。

StringBuffer主要就是几个修改字符串的方法:append(),insert(),delete()

 

有序字符串

StringBuilderString一样都是字符串,所以用同样的方式来存储字符:char数组。也是使用valuecount属性来表示:

char[]value;

int count;

 

StringBuilder默认新建的长度为16,如果有初始化的String,就再加16,相当于预留16的可变长度。

public StringBuilder() {

        super(16);

}

public StringBuilder(String str) {

        super(str.length() +16);

        append(str);

}

这里调用了AbstractStringBuilder的构造函数,相当于初始化了一个长度为16char数组,然后调用append来把初始化的String赋值进去。

AbstractStringBuilder(int capacity) {

        value =newchar[capacity];

}


 

 

append

接下来,我们看看StringBuilder.append(),这里添加完之后,返回自身this,这样可以连续的调用,很方便,如sb.append("Hello").append("World")

public StringBuilder append(Stringstr) {

        super.append(str);

        returnthis;

}

这里实质上调用了AbstractStringBuilder.append(),如下:

public AbstractStringBuilder append(String str) {

        if (str ==null) str ="null";

        int len = str.length();

        ensureCapacityInternal(count + len);

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

        count += len;

        returnthis;

}

public void getChars(int srcBegin,int srcEnd,char dst[],int dstBegin) {

    // ……此处省略String的范围判断

        System.arraycopy(value,offset + srcBegin, dst,dstBegin,srcEnd - srcBegin);

}

从上面可以看出来,append()是在char数组的末尾添加:首先校验value的长度;然后再把Stringchar数组追加到value后面。

通过ensureCapacityInternal()校验value的长度,溢出则调用expandCapacity()来扩展。   扩展逻辑:每次扩充原来产度的(len+1)*2,上限为Integer.MAX_VALUE,下限为追加后长度minimumCapacity

可以看出如果超出这个大小,就会重新分配内存,创建一个更大的数组,并将原先的数组复制过来,再丢弃旧的数组。这个操作是比较耗性能的,要尽量避免,所以在创建StringBufferd时候要指定好容量,多预留一些空间。   同理Collection

void expandCapacity(int minimumCapacity) {

        int newCapacity =value.length * 2 + 2;

        if (newCapacity - minimumCapacity < 0)

            newCapacity = minimumCapacity;

        if (newCapacity < 0) {

            if (minimumCapacity < 0)           // overflow

                thrownew OutOfMemoryError();

            newCapacity = Integer.MAX_VALUE;

        }

    value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);  // 往后扩充数组

}

public staticchar[] copyOf(char[] original,int newLength) {

        char[] copy =new char[newLength];

        System.arraycopy(original, 0, copy, 0, Math.min(original.length, newLength));

        return copy;

}

上面讨论完了append(String),这是最常用的情况。

如果只有一个字符的时候,不要用append(String),而要用append(char),逻辑更简单高效,直接在后面追加一个字符即可,不用再依赖String的属性。这也是FindBugs所提倡的用法。

public AbstractStringBuilder append(char c) {

        ensureCapacityInternal(count + 1);

        value[count++] = c;

        returnthis;

}


 

insert

append()是在尾部追加,而想要中间插入的话,可以通过insert(),从下面代码能看出来,和append()的逻辑不同的,只是在数组copy的时候,把valueoffset处分开,留一个insertStr的长度的空位,把insertStr插入:【str.getChars(value,offset)

public StringBuilder insert(int offset, Stringstr) {

        super.insert(offset, str);

        returnthis;

}

public AbstractStringBuilder insert(int offset, Stringstr) {

        if ((offset < 0) || (offset > length()))

            thrownew StringIndexOutOfBoundsException(offset);

        if (str ==null)

            str = "null";

        int len = str.length();

        ensureCapacityInternal(count + len);

        System.arraycopy(value, offset,value, offset + len,count - offset);

        str.getChars(value, offset);    //往空挡插入

        count += len;

        returnthis;

}


 

delete

使用delete()可以自由地删除中间的字串。如下所示,实际上就是把end后的字串覆盖到start的位置上,然后把count相应缩小,后面的没有覆盖的部分就自然无效了。

public StringBuilder delete(int start,int end) {

        super.delete(start, end);

        returnthis;

}

public AbstractStringBuilder delete(int start,int end) {

        if (start < 0)

            thrownew StringIndexOutOfBoundsException(start);

        if (end >count)

            end = count;

        if (start > end)

            thrownew StringIndexOutOfBoundsException();

        int len = end - start;

        if (len > 0) {             // 把end后的字串覆盖到start后

            System.arraycopy(value, start+len,value, start, count-end);

            count -= len;          // 相应缩小count

        }

        returnthis;

}


 

 

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