Java 字符串拼接的各种玩法

java中字符串拼接各种方式与执行效率

由于String对象是不可变对象，因此在需要对字符串进行修改操作时（如字符串连接和替换），String对象总是会生成新的对象，所以其性能相对较差。
　
String常量的累加操作：对于静态字符串的连接操作，Java在编译时会进行彻底的优化，将多个连接操作的字符串在编译时合成一个单独的长字符串。

String变量的累加操作：底层使用了StringBuilder的功能。
　　
StringBuffer和StringBuilder的扩容分析

当字符串缓冲区容量不足时，原有容量将会加倍，以新的容量来申请内存空间，建立新的char数组，然后将原数组中的内容复制到这个新的数组当中。因此，对于大对象的扩容会涉及大量的内存复制操作。所以，如果能够预先评估StringBuilder或StringBuffer的大小，将能够有效的节省这些操作，从而提高系统的性能。

JAVA的字符串拼接与性能

在JAVA中拼接两个字符串的最简便的方式就是使用操作符”+”了。如果你用”+”来连接固定长度的字符串，可能性能上会稍受影响，但是如果你是在循环中来”+”多个串的话，性能将指数倍的下降。假设有一个字符串，我们将对这个字符串做大量循环拼接操作，使用”+”的话将得到最低的性能。但是究竟这个性能有多差？
　　
　 　+， Join，StringBuffer，StringBuilder或String.concat()
　 　
　　1 . String 是final对象，不会被修改，每次使用 + 进行拼接都会创建新的对象，而不是改变原来的对象，也属于线程安全的；
　　
　　2 . StringBuffer可变字符串，主要用于字符串的拼接，属于线程安全的；（StringBuffer的append操作用了synchronized）
　　
　　3 . StringBuilder可变字符串，主要用于字符串的拼接，属于线程不安全的；
　　
1 循环操作：

import java.util.ArrayList; import java.util.List; import org.apache.commons.lang3.StringUtils; public class TestString {public static void main(String[] args) {//plus拼接字符串方式String s = "";long ts = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < 10000; i++) {s = s + String.valueOf(i);}long te = System.currentTimeMillis();System.out.println("Plus cost {"+( te - ts) +"} ms");//concat拼接字符串方式String s2 = "";long ts2 = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < 10000; i++) {s2 = s2.concat(String.valueOf(i));}long te2 = System.currentTimeMillis();System.out.println("concat cost {"+(te2 - ts2)+"} ms");//StringUtils.join拼接字符串方式List<String> list = new ArrayList<String>();long ts3 = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < 10000; i++) {list.add(String.valueOf(i));}StringUtils.join(list, "");long te3 = System.currentTimeMillis();System.out.println("StringUtils.join cost {"+(te3 - ts3)+"} ms");//StringBuffer拼接字符串方式StringBuffer sb = new StringBuffer();long ts4 = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < 100000; i++) {sb.append(String.valueOf(i));}sb.toString();long te4 = System.currentTimeMillis();System.out.println("StringBuffer cost {"+(te4 - ts4)+"} ms");//StringBuilder拼接字符串方式StringBuilder sb5 = new StringBuilder();long ts5 = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < 100000; i++) {sb5.append(String.valueOf(i));}sb5.toString();long te5 = System.currentTimeMillis();System.out.println("StringBuilder cost {"+(te5 - ts5)+"} ms");} }

特别注意
　　StringBuilder和StringBuffer循环的次数是其它的10倍，如果是一样，那么可能返回0，可见StringBuilder和StringBuffer的速度之快。
　　
性能分析
　　1 . StringBuilder性能比StringBuffer要好点。在1千万的循环下， StringBuilder大约在500-600毫秒，而StringBuffer大约在700-800毫秒；
　　
　　2 . StringUtils.join方式性能也是可以的，在循环不是很大的情况下，该种方式也是可以考虑的；
　　
　　3 . 另外2种方式，在循环的情况下，尽量不要使用。
　　
因此，即时在做最简单的拼接时，如果我们不想创建StringBuffer或StringBuilder实例时，我们也应该使用concat。但是对于大量的字符串拼接操作，就不应该使用concat，因为concat会降低你程序的性能，消耗你的cpu。因此，在不考虑线程安全和同步的情况下，为了获得最高的性能，我们应尽量使用StringBuilder。

总结

1.用+的方式效率最差，concat由于是内部机制实现，比+的方式好了不少。
　　
　　2.Join和StringBuffer，相差不大，Join方式要快些，可见这种JavaScript中快速拼接字符串的方式在Java中也非常适用。
　　
　　3.StringBuilder 的速度最快，但其有线程安全的问题，而且只有JDK5及以上的版本支持。
　　
　　4.String对象串联的效率最慢，单线程下字符串的串联用StringBuilder，多线程下字符串的串联用StrngBuffer。
　　
　　5.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（如：String str = “a” + “b” + “c”;）。

字符串拼接玩法分步深入探析

“+”号操作符

从实用方面来说，“+”号操作符必须是字符串拼接最常用的一种了，没有之一。

String chenmo = "沉默"; String wanger = "王二"; System.out.println(chenmo + wanger);

我们把这段代码使用 JAD 反编译一下。

String chenmo = "u6C89u9ED8"; // 沉默 String wanger = "u738Bu4E8C"; // 王二 System.out.println((new StringBuilder(String.valueOf(chenmo))).append(wanger).toString());

程序在编译的时候把“+”号操作符替换成了 StringBuilder 的 append 方法。也就是说，“+”号操作符在拼接字符串的时候只是一种形式主义，让开发者使用起来比较简便，代码看起来比较简洁，读起来比较顺畅。

StringBuilder

除去“+”号操作符，StringBuilder 的 append 方法就是第二个常用的字符串拼接姿势了。

先来看一下 StringBuilder 类的 append 方法的源码：

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

这 3 行代码没啥可看的，可看的是父类

AbstractStringBuilder 的 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; }

1 . 判断拼接的字符串是不是 null，如果是，当做字符串“null”来处理。appendNull 方法的源码如下：

private AbstractStringBuilder appendNull() { int c = count; ensureCapacityInternal(c + 4); final char[] value = this.value; value[c++] = 'n'; value[c++] = 'u'; value[c++] = 'l'; value[c++] = 'l'; count = c; return this; }

2 . 拼接后的字符数组长度是否超过当前值，如果超过，进行扩容并复制。ensureCapacityInternal 方法的源码如下：

private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) { // overflow-conscious code if (minimumCapacity - value.length > 0) { value = Arrays.copyOf(value, newCapacity(minimumCapacity)); } }

3 . 将拼接的字符串 str 复制到目标数组 value 中。

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

StringBuffer

先有 StringBuffer 后有 StringBuilder，两者就像是孪生双胞胎，该有的都有， StringBuffer 是线程安全的。

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

StringBuffer 类的 append 方法比 StringBuilder 多了一个关键字 synchronized，可暂时忽略 toStringCache = null。

synchronized 是 Java 中的一个非常容易脸熟的关键字，是一种同步锁。它修饰的方法被称为同步方法，是线程安全的。

String 类的 concat 方法

String 类的 concat 方法就好像 StringBuilder 类的 append。

String chenmo = "沉默"; String wanger = "王二"; System.out.println(chenmo.concat(wanger));

在这个时候，我突然产生了一个奇妙的想法。假如有这样两行代码：

chenmo += wanger chenmo = chenmo.concat(wanger)

它们之间究竟有多大的差别呢？
我们已经了解到，chenmo += wanger 实际上相当于 (new StringBuilder(String.valueOf(chenmo))).append(wanger).toString()。

要探究“+”号操作符和 concat 之间的差别，实际上要看 append 方法和 concat 方法之间的差别。

append 方法的源码分析过了。我们来看一下 concat 方法的源码。

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); }

1 . 如果拼接的字符串的长度为 0，那么返回拼接前的字符串。

if (otherLen == 0) { return this; }

2 . 将原字符串的字符数组 value 复制到变量 buf 数组中。

char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen);

3 . 把拼接的字符串 str 复制到字符数组 buf 中，并返回新的字符串对象。

str.getChars(buf, len); return new String(buf, true);

通过分析我们大致可以得出以下结论

如果拼接的字符串是 null，concat 时候就会抛出 NullPointerException，“+”号操作符会当做是“null”字符串来处理。如果拼接的字符串是一个空字符串（""），那么 concat 的效率要更高一点。毕竟不需要 new StringBuilder 对象。如果拼接的字符串非常多，concat 的效率就会下降，因为创建的字符串对象越多，开销就越大。

注意
在JSP中, EL 表达式中是不允许使用“+”操作符来拼接字符串的，这时候就只能用 concat 了。

${chenmo.concat('-').concat(wanger)}

String 类的 join 方法

JDK 1.8 提供了一种新的字符串拼接姿势：String 类增加了一个静态方法 join。

String chenmo = "快乐"; String wanger = "王二"; String cmower = String.join("", chenmo, wanger); System.out.println(cmower);

第一个参数为字符串连接符，比如说：

String message = String.join("-", "王二", "今天", "闷闷不乐的");

输出结果为：王二-今天-闷闷不乐的

我们来看一下 join 方法的源码：

public static String join(CharSequence delimiter, CharSequence... elements) { Objects.requireNonNull(delimiter); Objects.requireNonNull(elements);StringJoiner joiner = new StringJoiner(delimiter); for (CharSequence cs: elements) { joiner.add(cs); } return joiner.toString(); }

发现了一个新类 StringJoiner。StringJoiner 是 java.util 包中的一个类，用于构造一个由分隔符重新连接的字符序列。

StringUtils.join

实战项目当中，我们处理字符串的时候，经常会用到这个类——org.apache.commons.lang3.StringUtils，该类的 join 方法是字符串拼接的一种新姿势。

String chenmo = "快乐"; String wanger = "王二"; StringUtils.join(chenmo, wanger);

该方法更善于拼接数组中的字符串，并且不用担心

NullPointerException。 StringUtils.join(null) = null StringUtils.join([]) = "" StringUtils.join([null]) = "" StringUtils.join(["a", "b", "c"]) = "abc" StringUtils.join([null, "", "a"]) = "a"

通过查看源码我们可以发现，其内部使用的仍然是 StringBuilder。

public static String join(final Object[] array, String separator, final int startIndex, final int endIndex) { if (array == null) { return null; } if (separator == null) { separator = EMPTY; } final StringBuilder buf = new StringBuilder(noOfItems * 16); for (int i = startIndex; i if (i > startIndex) { buf.append(separator); } if (array[i] != null) { buf.append(array[i]); } } return buf.toString(); }

我们看着这里可能会感到惊讶，字符串拼接足足有 6 种姿势啊，我要好好试一下。

为什么不建议在 for 循环中使用”+”号操作符进行字符串拼接呢？

根据两段代码进行分析。

第一段，for 循环中使用”+”号操作符。

String result = ""; for (int i = 0; i result += "八八八"; }

第二段，for 循环中使用 append。

StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (int i = 0; i sb.append("八八八"); }

这两段代码的耗时时间

第一段代码执行完的时间为 6312 毫秒第二段代码执行完的时间为 2毫秒

差距为什么这么大呢？

第一段的 for 循环中创建了大量的 StringBuilder 对象，而第二段代码至始至终只有一个 StringBuilder 对象。

总结

以上是生活随笔为你收集整理的Java 字符串拼接的各种玩法的全部内容，希望文章能够帮你解决所遇到的问题。

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