Java中常见几种字符串拼接以及如何选择拼接方式

在Java编码过程中,经常需要将字符串拼接到一起,本文主要介绍Java中几种常见拼接方式。

1. 常见几种字符串拼接方式

  1. “+”

​ 在java中,可以直接采用"+"进行字符串的拼接,例如:

String name = "lby" + "dcy";

原理:有些人会认为这是运算符重载1,但其实并不是,java中不支持运算符重载,这其实是一个语法糖2

​ 上面代码反编译如下:

String name = (new StringBuilder()).append("lby").append("dcy").toString();

​ 所以,使用 “+” 进行字符串拼接,本质上是采用了StringBuilder.append来进行的,关于StringBuilder,下文会继续介绍。


  1. concat

​ 第二中方法是采用concat进行拼接,示例如下:

String name = "lby";
String cp = "dcy";
String word = name.concat("x").concat(cp);

原理:关于concat实现原理,可以参考concat的源码:

public String 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);
}

可以发现,concat是通过创建新的String对象来实现的。


  1. StringBuffer和StringBuilder

​ 在Java中我们可以使用 StringBuffer和StringBuilder 两个类进行定义String变量,这两个类创建出来的对象是可以进行修改的,由于两者特性相似,就统一放在一个板块介绍。

//StringBuffer
StringBuffer name = new StringBuffer("lby");
String cp = "dcy";
StringBuffer word = name.append(",").append(cp);

//StringBuilder
StringBuilder name = new StringBuilder("lby");
String cp = "dcy";
StringBuilder word = name.append(",").append(cp);

运行原理:和String类类似,StringBuilder类也封装了一个字符数组,定义如下:

char[] value;

​ 与String不同的是,它并不是final的,所以他是可以修改的。另外,与String不同,字符数组中不一定所有位置都已经被使用,它有一个实例变量,表示数组中已经使用的字符个数,定义如下:

int count;

​ 其append源码如下:

public StringBuilder append(String str) {
    super.append(str);
    return this;
}

​ 该类继承了AbstractStringBuilder类,看下其append方法:

public AbstractStringBuilder append(String str) {
    if (str == null)
        return appendNull();
    int len = str.length();
    ensureCapacityInternal(count + len);
    str.getChars(0, len, value, count);
    count += len;
    return this;
}

​ append会直接拷贝字符到内部的字符数组中,如果字符数组长度不够,会进行扩展。

StringBufferStringBuilder类似,最大的区别就是StringBuffer是线程安全的,看一下StringBufferappend方法。

public synchronized StringBuffer append(String str) {
    toStringCache = null;
    super.append(str);
    return this;
}

​ 该方法使用synchronized进行声明,说明是一个线程安全的方法。而StringBuilder则不是线程安全的。

  1. StringJoiner

StringJoinerJDK8中提供的一个字符串拼接方法,StringJoiner类共有2个构造函数,5个公有方法。其中最常用的方法就是add方法和toString方法,类似于StringBuilder中的append方法和toString方法。主要适用于集合拼接。

​ 用法示例:

StringJoiner sj = new StringJoiner("x");

sj.add("lby");
sj.add("dcy");
System.out.println(sj.toString());

StringJoiner sj1 = new StringJoiner(":","[","]");

sj1.add("dcy").add("lby").add("cp");
System.out.println(sj1.toString());

输出结果:

lbyxdcy
[dcy:lby:cp]

StringJoiner(CharSequence delimiter)初始化一个StringJoiner的时候,这个delimiter其实是分隔符,并不是可变字符串的初始值。

StringJoiner(CharSequence delimiter,CharSequence prefix,CharSequence suffix)的第二个和第三个参数分别是拼接后的字符串的前缀和后缀。

实现原理:主要跟随源码来理解原理

public StringJoiner add(CharSequence newElement) {
    prepareBuilder().append(newElement);
    return this;
}

private StringBuilder prepareBuilder() {
    if (value != null) {
        value.append(delimiter);
    } else {
        value = new StringBuilder().append(prefix);
    }
    return value;
}

​ 在上面add方法源码中,可以发现使用了StringBuilder来实现。


2. 如何选择拼接方式?

​ 在实际编码中,关于字符串拼接,我们该如何抉择呢?

​ 首先,在大数据中,对其中拼接效率,应当有StringBuilder<StringBuffer<concat<"+"

​ 为什么有如上比较结果?首先,对于StringBuilder<StringBuffer,是由于StringBuffer做了同步处理,那么,效率会比StringBuilder低上一点;而concat每次使用都要重新创建一个String对象,用时会比StringBuilderStringBuffer多一些;而对于"+",上面说过每次运行都会创建一个新的StringBuilder对象,再将String转换成StringBuilder,然后进行append,所以用时自然是最长的,并且不仅仅会耗费时间,频繁的创建对象,还会造成内存资源的浪费。

​ 经上述,可总结一下:

  • 在一般不是循环情况下,追求代码简洁,可以直接采用"+"拼接。
  • 任何条件下StringBuilder是效率最高的,因为StringBuilder本身就是为了字符串拼接而存在,但是如果是在高并发条件下,则要使用StringBuffer来进行拼接,因为StringBuffer是线程安全的。
  • 如果是通过一个List进行字符串拼接,则考虑使用StringJoiner

  1. 运算符重载: 在计算机程序设计中,运算符重载(英语:operator overloading)是多态的一种。运算符重载,就是对已有的运算符重新进行定义,赋予其另一种功能,以适应不同的数据类型。 ↩︎

  2. 语法糖: 语法糖(Syntactic sugar),也译为糖衣语法,是由英国计算机科学家彼得·兰丁发明的一个术语,指计算机语言中添加的某种语法,这种语法对语言的功能没有影响,但是更方便程序员使用。语法糖让程序更加简洁,有更高的可读性。 ↩︎

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