[名企面试知识点][Java]从源码分析String、StringBuffer与StringBuilder区别和联系
发布于 2017-02-21 14:19 1145 次浏览 0 赞 来自 笔试面试  
  • String

public final class String extends Object implements Serializable, Comparable, CharSequence String 类代表字符串。Java 程序中的所有字符串字面值(如 "abc" )都作为此类的实例实现。

字符串是常量;它们的值在创建之后不能更改。字符串缓冲区支持可变的字符串。因为 String 对象是不可变的,所以可以共享。例如:

 String str = "abc"  

等效于:

 char data[] = {'a', 'b', 'c'};
String str = new String(data);

下面给出了一些如何使用字符串的更多示例:

 System.out.println("abc");
String cde = "cde";
System.out.println("abc" + cde);
String c = "abc".substring(2,3);
String d = cde.substring(1, 2);

String 类包括的方法可用于检查序列的单个字符、比较字符串、搜索字符串、提取子字符串、创建字符串副本并将所有字符全部转换为大写或小写。大小写映射基于 Character 类指定的 Unicode 标准版。

Java 语言提供对字符串串联符号("+")以及将其他对象转换为字符串的特殊支持。字符串串联是通过 StringBuilder(或 StringBuffer)类及其 append 方法实现的。字符串转换是通过 toString 方法实现的,该方法由 Object 类定义,并可被 Java 中的所有类继承。有关字符串串联和转换的更多信息,请参阅 Gosling、Joy 和 Steele 合著的 The Java Language Specification。

除非另行说明,否则将 null 参数传递给此类中的构造方法或方法将抛出 NullPointerException。

String 表示一个 UTF-16 格式的字符串,其中的增补字符 由代理项对 表示(有关详细信息,请参阅 Character 类中的 Unicode 字符表示形式)。索引值是指 char 代码单元,因此增补字符在 String 中占用两个位置。

String 类提供处理 Unicode 代码点(即字符)和 Unicode 代码单元(即 char 值)的方法。

  • StringBuffer

public final class StringBuffer extends Object implements Serializable, CharSequence

线程安全的可变字符序列。一个类似于 String 的字符串缓冲区,但不能修改。虽然在任意时间点上它都包含某种特定的字符序列,但通过某些方法调用可以改变该序列的长度和内容。

可将字符串缓冲区安全地用于多个线程。可以在必要时对这些方法进行同步,因此任意特定实例上的所有操作就好像是以串行顺序发生的,该顺序与所涉及的每个线程进行的方法调用顺序一致。

StringBuffer 上的主要操作是 append 和 insert 方法,可重载这些方法,以接受任意类型的数据。每个方法都能有效地将给定的数据转换成字符串,然后将该字符串的字符追加或插入到字符串缓冲区中。append 方法始终将这些字符添加到缓冲区的末端;而 insert 方法则在指定的点添加字符。

例如,如果 z 引用一个当前内容为 "start" 的字符串缓冲区对象,则此方法调用 z.append("le") 会使字符串缓冲区包含 "startle",而 z.insert(4, "le") 将更改字符串缓冲区,使之包含 "starlet"。

通常,如果 sb 引用 StringBuilder 的一个实例,则 sb.append(x) 和 sb.insert(sb.length(), x) 具有相同的效果。

当发生与源序列有关的操作(如源序列中的追加或插入操作)时,该类只在执行此操作的字符串缓冲区上而不是在源上实现同步。

每个字符串缓冲区都有一定的容量。只要字符串缓冲区所包含的字符序列的长度没有超出此容量,就无需分配新的内部缓冲区数组。如果内部缓冲区溢出,则此容量自动增大。从 JDK 5 开始,为该类补充了一个单个线程使用的等价类,即 StringBuilder。与该类相比,通常应该优先使用 StringBuilder 类,因为它支持所有相同的操作,但由于它不执行同步,所以速度更快。

  • StringBuilder

public final class StringBuilder extends Object implements Serializable, CharSequence

一个可变的字符序列。此类提供一个与 StringBuffer 兼容的 API,但不保证同步。该类被设计用作 StringBuffer 的一个简易替换,用在字符串缓冲区被单个线程使用的时候(这种情况很普遍)。如果可能,建议优先采用该类,因为在大多数实现中,它比 StringBuffer 要快。

在 StringBuilder 上的主要操作是 append 和 insert 方法,可重载这些方法,以接受任意类型的数据。每个方法都能有效地将给定的数据转换成字符串,然后将该字符串的字符追加或插入到字符串生成器中。append 方法始终将这些字符添加到生成器的末端;而 insert 方法则在指定的点添加字符。

将 StringBuilder 的实例用于多个线程是不安全的。如果需要这样的同步,则建议使用 StringBuffer。

1 .上String、StringBuffer与StringBuilder的原代码中的部分代码

//String   
public final class String  
implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence
{  
       private final char value[];  

        /**
        * Allocates a new {[@code](/user/code) String} so that it represents the sequence of
        * characters currently contained in the character array argument. The
        * contents of the character array are copied; subsequent modification of
        * the character array does not affect the newly created string.
        *
        * [@param](/user/param)  value
        *         The initial value of the string
        */

        public String(String original) {  
             this.value = Arrays.copyOf(value, value.length);
             // 把传入构造函数original字符串切分成字符数组并赋给value[];  
        }  
}  



//StringBuffer  
public final class StringBuffer extends AbstractStringBuilder  
implements java.io.Serializable, CharSequence
{  

    /**
    * Constructs a string buffer initialized to the contents of the
    * specified string. The initial capacity of the string buffer is
    * <code>16</code> plus the length of the string argument.
    *
    * [@param](/user/param)   str   the initial contents of the buffer.
    * [@exception](/user/exception) NullPointerException if <code>str</code> is <code>null</code>
    */
        public StringBuffer(String str) {  
                super(str.length() + 16); //继承父类的构造器,并创建一个大小为str.length()+16的value[]数组  
                append(str); //将str切分成字符序列并加入到value[]中  
       }  
     public synchronized StringBuffer append(String str) {
       super.append(str);
       return this;
   }

}  





//StringBuilder

public final class StringBuilder
   extends AbstractStringBuilder
   implements java.io.Serializable, CharSequence
{
   /**
    * Constructs a string builder initialized to the contents of the
    * specified string. The initial capacity of the string builder is
    * <code>16</code> plus the length of the string argument.
    *
    * [@param](/user/param)   str   the initial contents of the buffer.
    * [@throws](/user/throws)    NullPointerException if <code>str</code> is <code>null</code>
    */
   public StringBuilder(String str) {
       super(str.length() + 16);
       append(str);
   }
    public StringBuilder append(String str) {
       super.append(str);
       return this;
   }
}




//AbstractStringBuilder

abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {
   /**
    * The value is used for character storage.
    */
   char[] value;

     /**
    * Creates an AbstractStringBuilder of the specified capacity.
    */
   AbstractStringBuilder(int capacity) {
       value = new char[capacity];
   }
    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;
       return this;
   }
}

2 .我们可以看出在String中构造器传入的字符串对象被切分成字符序列,存放在其私有final的类变量value[]中。 new String("java")使得value[]={'j','a','v','a'},之后这个String对象中的value[]再也不能改变了,只能读,所以是线程安全的

StringBuffer和StringBuilder都继承了AbstractStringBuilder 这个抽象类,在他们的构造函数中传入字符串,会调用父类AbstractStringBuilder中对应的构造函数和append函数,父类构造函数新建一个长度为(字符串长度+末尾附加16个空元素)的数组然后通过父类append函数把字符串转换成字符数组value[]中(这里的char[] value 没有final,StringBuffer和StringBuilder中的字符串是可变的)。以后通过append()方法将新字符串加入value[]末尾。这样也就改变了value[]的内容和大小了。

StringBuffer对方法加了同步锁或者对调用的方法加了同步锁,所以是线程安全的。 而StringBuilder不是线程安全的

String s = "ja" +"va"

String s1="ja";   
                                                                     StringBuffer sb=new StringBuffer("va");
sb.append(s1);

String s1="ja"; 
String s2 = "va";
String s = s1 +s2

在编译阶段就能够确定的字符串常量,完全没有必要创建String或StringBuffer对象。直接使用字符串常量的"+"连接操作效率最高。 时间上 ①<③

StringBuffer对象的append效率要高于两个String对象的"+"连接操作。 时间上 ②<③

一般来说 执行时间上从快到慢 StringBuilder、StringBuffer、String

非多线程操作字符串缓冲区建议使用 StringBuilder。

  • 抽象类和接口

抽象类中可以定义一些子类的公共方法,子类只需要增加新的功能,不需要重复写已经存在的方法;

而接口中只是对方法的申明和常量的定义。


添加回复
回到顶部