字符串操作是编写程序中最常见的行为,本文对String、StringBuilder、StringBuffer三个类在字符串处理方面的效率进行分析。
Java中最常见也是应用最广泛的类就是String类。
String:Strings are constant; their values cannot be changed after they are created.
这是JDK对String的解释,意思是:String是常量,一旦创建后它的值不能被修改。
先看String对象是如何创建的:
String str1 = “abc”;
String str2 = new String(“abc”);
这是我们常见的两种形式。
第一种方式创建的字符串会放在栈里,更确切的是常量池中,常量池就是用来保存在编译阶段确定好了大小的数据,一般我们定义的int等基本数据类型就保存在这里。其具体的一个流程就是,编译器首先检查常量池,看看有没有一个“abc”,如果没有则创建。如果有的话,则则直接把str1指向那个位置。
第二种创建字符串的方法是通过new关键字,还是java的内存分配,java会将new的对象放在堆中,这一部分对象是在运行时创建的对象。所以我们每一次new的时候,都会创建不同的对象,即便是堆中已经有了一个一模一样的。
下面的程序将验证上面的说法。
1 String str1 = "abc"; 2 String str2 = new String("abc"); 3 4 String str3 = "abc"; 5 String str4 = new String("abc"); 6 7 System.out.println(str1==str2);//false 8 9 System.out.println(str1 == str3);//true 10 System.out.println(str2 == str4);//false 11 // When the intern method is invoked, if the pool already contains a 12 // string equal to this String object as determined by the 13 // equals(Object) method, then the string from the pool is returned. 14 // Otherwise, this String object is added to the pool and a reference to 15 // this String object is returned. 16 str2 = str2.intern(); 17 System.out.println(str1==str2);//true 18 19 false 20 true 21 false 22 true
以上程序中用两种方式创建的4个对象,”==”比较的是地址,从结果可以看到str1和str3相同,指向同一个对象。而str2和str4比较返回结果是false,说明str2和str4指向的不是同一个对象。
(上面用到了一个比较少见的方法:intern。在str2调用了intern方法后对str1和str2进行比较返回true,可以从代码注释中看明白,intern方法返回常量池中内容和该对象相同的对象,如果常量池中不存在,则将该对象加入到常量池中。)
String对象是不变的,那为什么可以进行str+=”abc”这样的操作?其实类似这样的操作是新生成了一个String对象,包含str和abc连接后的字符串。
1 package test; 2 3 public class StringTest { 4 public static void main(String[] args) { 5 String str1 = "abc"; 6 str1 += "123"; 7 } 8 }
从编译之后的class可以看出编译器自动引入了StringBuilder类,通过它的初始化方法创建了StringBuilder对象,通过append方法添加了内容,调用toString返回连接后的对象。以上内容证明了String对象是不可变的,连接操作实际是返回了新的对象。如果是循环多次进行连接,将不断的创建StringBuilder对象,append新内容,toString成String对象。这就带来了String类处理字符串更改操作的效率问题。
1 public class StringTest { 2 public static void main(String[] args) { 3 long start, end; 4 5 StringBuilder strBuilder = new StringBuilder(" "); 6 start = System.currentTimeMillis(); 7 for (int i = 0; i < 100000; i++) { 8 strBuilder.append(" "); 9 } 10 end = System.currentTimeMillis(); 11 System.out.println("StringBuilder append: " + (end - start) + "ms"); 12 13 String str = " "; 14 start = System.currentTimeMillis(); 15 for (int i = 0; i < 100000; i++) { 16 str += " "; 17 } 18 end = System.currentTimeMillis(); 19 System.out.println("String +: " + (end - start) + "ms"); 20 } 21 }
可以看到String和StringBuilder在效率方面的差距。
StringBuffer:A thread-safe, mutable sequence of characters. A string buffer is like a String, but can be modified.
StringBuilder:A mutable sequence of characters. This class provides an API compatible with StringBuffer, but with no guarantee of synchronization.
StringBuffer是可变的、线程安全的字符串。StringBuilder就是StringBuffer的非线程同步的版本,二者的方法差不多,只是一个线程安全(适用于多线程)一个没有线程安全(适用于单线程)。
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