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Java中String,StringBuffer,StringBuilder基础知识

前言

在平时开发中,我们很多时候都会用到StringStringBufferStringBuilde这三者。那么这三者究竟是什么呢,下面一一讲述。

String

String
查看api文档,可以知道,String是继承object类,并实现了序列化接口,字符序列接口,字符串排序接口。String是Java中的字符串,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,所有可以共享,例如:String str1 = "abc";等效于char data[] = {'a','b','c'};String str2 = new String(data);,因为String是不可变的对象,每次对String类型改变的时候其实都等同于生成一个新的String对象,然后将指针指向新的String对象,所以经常改变内容的字符串最好不要用String,因为每次生成对象都会对系统性能产生影响,当内存多了无引用的对象,JVM的GC就会工作,频繁GC就会造成界面的卡顿,下面直接上例子:

直接赋值和创建对象

情况一

		 String str1 = "abc";
		 char data[] = {'a','b','c'};
		 String str2 = new String(data);
		 //输出true
		 System.out.println(str1.equals(str2));
		 //输出false
		 System.out.println(str1 == str2);
		 
		 String str3 = "This is Java";
		 String str4 = new String("This is Java");
		 //输出true
		 System.out.println(str3.equals(str4));
		 //输出false
		 System.out.println(str3 == str4); 
		  
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上面代码str1str3是直接赋值的,str2是通过字符数组来构建一个字符串常量,str4是直接通过new关键字来创建对象。可以看到用equals比较str1str2str3str4是相等的,用==比较str1str2str3str4是不相等的。这里简单说一下equals==的简单区别:

  • ==操作符的作用
  1. 比较基本数据类型是否相同
  2. 判断引用是否指向堆内存的同一块地址,也就是是否指向同一个对象
  • equasl方法的作用
  1. 判断两个变量是否对同一个对象的引用,也就是内存堆中的内容是否相同,其实就是对String对象所封装的字符串内容作比较,具体的值是否相等,如果两个String对象所封装的字符型内容相同,则equals()方法将返回true

而上面的情况因为str1str2是两个不同的对象,但是内容相等,所以==返回了false,而equals返回true,str3str4也是一样道理,从上面可以简单得出一个结论,无论上直接赋值还是通过new关键字来创建String对象,都会生成两个不同的String对象,即使字符型内容相同。

情况二

		 String str5 = "This is Java";
		 String str6 = "This is";
		 String str7 = "This is" + " Java";
		 //输出true
		 System.out.println(str5.equals(str7));
		 //输出true
		 System.out.println(str5 == str7); 
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从上面代码可以看出,无论是用==或者equals来比较两个没有引用并且内容值是相等返回都是true,也就是String str7 = "This is" + " Java";这句话没有创建新的对象,而是引用指向str5的地址。

情况三

		 String str8 = "This is Java";
		 String str9 = "This is";
		 String str10 = str9 + " Java";
		 //输出true
		 System.out.println(str8.equals(str10));
		 //输出false
		 System.out.println(str8 == str10); 
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上面发现用==比较时,str8str10不是指向同一个地址,这是因为在编译时str8str9就已经确定了,而str10是引用变量,不会再编译时确定,所以会创建String对象。

情况四

		 String str11 = "This is Java";
		 String str12 = new String("This is Java");
		 String str13 = str12;
		 
		 //输出true
		 System.out.println(str11.equals(str12));
		 //输出true
		 System.out.println(str11.equals(str13));
		 //输出true
		 System.out.println(str12.equals(str13));
		 //输出false
		 System.out.println(str11 == str13); 
		 //输出false
		 System.out.println(str11 == str12); 
		 //输出true
		 System.out.println(str12 == str13); 
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因为三个String对象的值都是相等的,所以用equals来比较是返回true,因为str13是指向str12,相当于传递引用,所以用==来比较是相等的,都是同一个对象,用一张图来比较直观:

String图一
这里简单说一下,因为一开始String str11 = "This is Java";在常量池已经创建This is Java这个常量,所以String str12 = new String("This is Java");这句代码不会再常量池创建对象,只会在堆上创建对象This is Java,也就是说new String创建字符串它其实分两步操作:

  1. 在堆上创建对象
  2. 检查常量池有没有字符串字面量,如果没有就在常量池创建常量,如果存在就不做任何操作

情况五

		 
		 String str14 = "This is Java";
		 String str15 = "This is Java";
		 String str16 = "This is Java";
		 
		 //输出true
		 System.out.println(str14.equals(str15));
		 //输出true
		 System.out.println(str14.equals(str16));
		 //输出true
		 System.out.println(str15.equals(str16));
		 //输出true
		 System.out.println(str14 == str15); 
		 //输出true
		 System.out.println(str14 == str16); 
		 //输出true
		 System.out.println(str15 == str16); 
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直接上图:

String 图2

情况六

		 String str17 = new String("This is Java");
		 String str9 = str17.intern();
		 String str18 = "This is Java";
		 //输出false
		 System.out.println(str9 == str17);
		 //输出true
		 System.out.println(str9 == str18);
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上面调用了intern这个方法,这句话就是把字符串对象加入常量池中,实际操作如下,直接上图吧:

intern
所以上面代码,用下面图显示:

String intern示意图

总结

  1. String a = "xxx" 可能创建一个或者不创建对象,当xxx这个字符常量在String常量池不存在,会在String常量池创建一个String对象,然后a会指向这个内存地址,后面继续用这种方式继续创建xxx字符串常量,始终只有一个内存地址被分配。
  2. String a = new String("xxx")至少创建一个对象,也有可能两个。只要用到new就肯定在堆上创建一个String对象,并且检查String常量池是否存在,如果不存在就会在Stirng常量池创建这个String对象,存在就不创建。

StringBuffer字符串变量

StringBuffer
api文档上,同样可以知道StringBuffer继承Object类,并实现了序列化接口,能够被添加char序列和值的对象接口,可读序列接口。和String相比,没有实现Comparable,而是实现了Appendable。它是线程安全的可变字符序列,一个类似于String的字符串缓冲区,但是不能修改,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的可以改变该序列的长度和内容。StringBuffer上的主要操作是appendinsert方法,可以重载这些方法,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者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。StringBufferString不一样,它是**字符串变量,是可以改变的对象,当对字符串做操作时,就是在对象上做操作,不会像String一样创建额外的对象进行操作。

 StringBuffer str20 = new StringBuffer("This is");
		 //StringBuffer后面追加内容
		 str20.append(" Java");
		 System.out.println(str20); //输出:This is Java
		 //删除第6-8个字符
		 str20.delete(5, 8);
		 System.out.println(str20); //输出:This Java
		 //在9个位置插入
		 str20.insert(9," is good"); 
		 System.out.println(str20); //输出:This Java is good
		 //替换5-9
		 str20.replace(5, 9, "C++");
		 System.out.println(str20); //输出:This C++ is good
		 //倒序
		 str20.reverse();
		 System.out.println(str20); //输出:doog si ++C sihT
		 
		 //变成大写
		 System.out.println(str20.toString().toUpperCase()); //输出:DOOG SI ++C SIHT
		 
		 //第一种方案StringBuffer转化成String
		 String str21 = new String(str20);
		 System.out.println(str21); //输出:doog si ++C sihT
		 
		 //第二种方案
		 String str22 = str20.toString();
		 System.out.println(str22); //输出:doog si ++C sihT
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StringBuilder字符串变量

StringBuilder示意图
StringBuffer一样,也是实现SerializableAppendableCharSequence接口。一个可变的字符序列,这个类提供一个与StringBuffer兼容的API,但是不保证同步,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。如果可能,建议优先采用该类,因为在大多数实现中,比StringBuffer要快。在StringBuilder 上的主要操作是appendinsert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。主要一些操作:

	     StringBuilder str23 = new StringBuilder("This is"); 
		 //StringBuilder后面追加内容
		 str23.append(" Java");
		 System.out.println(str23); //输出:This is Java
		 //删除第6-8个字符
		 str23.delete(5, 8);
		 System.out.println(str23); //输出:This Java
		 //在9个位置插入
		 str23.insert(9," is good"); 
		 System.out.println(str23); //输出:This Java is good
		 //替换5-9
		 str23.replace(5, 9, "C++");
		 System.out.println(str23); //输出:This C++ is good
		 //倒序
		 str23.reverse();
		 System.out.println(str23); //输出:doog si ++C sihT
		 
		 //变成大写
		 System.out.println(str23.toString().toUpperCase()); //输出:DOOG SI ++C SIHT
		 
		 //第一种方案StringBuffer转化成String
		 String str24 = new String(str23);
		 System.out.println(str24); //输出:doog si ++C sihT
		 
		 //第二种方案
		 String str25 = str23.toString();
		 System.out.println(str25); //输出:doog si ++C sihT
		 
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三者速度比较

        //做赋值操作 
		//String赋值
		String str = new String("I Love Android");
		long starttime1 = System.currentTimeMillis();
		for (int i = 0; i < 100000; i++) {
			str = str + "!";
		}
		long endtime1 = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("String花费的时间 :" + (endtime1 - starttime1));
		
		//StringBuilder	
		StringBuilder str3 = new StringBuilder("I Love C++");
		long starttime3 = System.currentTimeMillis();
		for (int i = 0; i < 100000; i++) {
			str3 = str3.append("!");
		}
		long endtime3 = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("StringBuilder花费的时间 :" + (endtime3 - starttime3));
					
		//StringBuffer
		StringBuffer str2 = new StringBuffer("I Love Java");
		long starttime2 = System.currentTimeMillis();
		for (int i = 0; i < 100000; i++) {
			str2 = str2.append("!");
		}
		long endtime2 = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("StringBuffer花费的时间 :" + (endtime2 - starttime2));
		
			
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运行截图:

三者运行时间

总结

  • String :不可变类,任何对String的改变都会引发新的String对象的生成,适用于少量的字符串操作的情况
  • StringBuffer :线程安全,任何对它所指代的字符串的改变都不会产生新的对象,适用多线程下在字符缓冲区进行大量操作的情况
  • StringBuilder :线程不安全,因此不适合多线程中使用,适用于单线程下在字符缓冲区进行大量操作的情况
  • 速度运行方面:StringBuilder > StringBuffer > String
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