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惊,Java 字符串拼接竟然有这么多玩法!

2019-12-17 16:04
  二哥,我今年大二,看你分享的《阿里巴巴Java开发手册》上有一段内容说:“循环体内,拼接字符串最好使用StringBuilder的append方法,而不是+号操作符。”到底为什么啊,我平常一直就用的‘+’号操作符啊!二哥有空的时候能否写一篇文章分析一下呢?
 
  就在昨天,一位叫小菜的读者微信我说了上面这段话。
  我当时看到这条微信的第一感觉是:小菜你也太菜了吧,这都不知道为啥啊!我估计正在读这篇文章的你也会有同样的感觉。
 
  但扪心自问,在我做程序员的前两年内,我也不知道为啥。遇到字符串拼接就上“+”号操作符,甭管是不是在循环体内。和小菜比起来,我当时可没他这么幸运,还有一位热心的“二哥”能够分享这份价值连城的开发手册。
 
  既然我这么热心分享,不如好人做到底,对不对?我就认认真真地写一篇文章,给小菜解惑一下。
 
  “+”号操作符
 
  要说姿势,“+”号操作符必须是字符串拼接最常用的一种了,没有之一。
 
  Stringchenmo="沉默";
 
  Stringwanger="王二";
 
  System.out.println(chenmo+wanger);
 
  我们把这段代码使用JAD反编译一下。
 
  Stringchenmo="\u6C89\u9ED8";//沉默
 
  Stringwanger="\u738B\u4E8C";//王二
 
  System.out.println((newStringBuilder(String.valueOf(chenmo))).append(wanger).toString());
 
  我去,原来编译的时候把“+”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。算是Java的一种语法糖吧。
 
  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:
 
  publicStringBuilderappend(Stringstr){
 
  super.append(str);
 
  returnthis;
 
  }
 
  这3行代码没啥可看的,可看的是父类AbstractStringBuilder的append方法:
 
  publicAbstractStringBuilderappend(Stringstr){
 
  if(str==null)
 
  returnappendNull();
 
  intlen=str.length();
 
  ensureCapacityInternal(count+len);
 
  str.getChars(0,len,value,count);
 
  count+=len;
 
  returnthis;
 
  }
 
  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:
 
  privateAbstractStringBuilderappendNull(){
 
  intc=count;
 
  ensureCapacityInternal(c+4);
 
  finalchar[]value=this.value;
 
  value[c++]='n';
 
  value[c++]='u';
 
  value[c++]='l';
 
  value[c++]='l';
 
  count=c;
 
  returnthis;
 
  }
 
  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:
 
  privatevoidensureCapacityInternal(intminimumCapacity){
 
  //overflow-consciouscode
 
  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,只不过大哥StringBuffer因为多呼吸两口新鲜空气,所以是线程安全的。
 
  publicsynchronizedStringBufferappend(Stringstr){
 
  toStringCache=null;
 
  super.append(str);
 
  returnthis;
 
  }
 
  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
 
  单就姿势上来看,String类的concat方法就好像StringBuilder类的append。
 
  Stringchenmo="沉默";
 
  Stringwanger="王二";
 
  System.out.println(chenmo.concat(wanger));
 
  文章写到这的时候,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?
 
  之前我们已经了解到,chenmo+=wanger实际上相当于(newStringBuilder(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方法的源码之前分析过了。我们就来看一下concat方法的源码吧。
 
  publicStringconcat(Stringstr){
 
  intotherLen=str.length();
 
  if(otherLen==0){
 
  returnthis;
 
  }
 
  intlen=value.length;
 
  charbuf[]=Arrays.copyOf(value,len+otherLen);
 
  str.getChars(buf,len);
 
  returnnewString(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){
 
  returnthis;
 
  }
 
  2)将原字符串的字符数组value复制到变量buf数组中。
 
  charbuf[]=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);
 
  returnnewString(buf,true);
 
  通过源码分析我们大致可以得出以下结论:
 
  1)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。
 
  2)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newStringBuilder对象。
 
  3)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。
 
  注意了!!!
 
  弱弱地问一下啊,还有在用JSP的同学吗?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
 
  JDK1.8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。
 
  Stringchenmo="沉默";
 
  Stringwanger="王二";
 
  Stringcmower=String.join("",chenmo,wanger);
 
  System.out.println(cmower);
 
  第一个参数为字符串连接符,比如说:
 
  Stringmessage=String.join("-","王二","太特么","有趣了");
 
  输出结果为:王二-太特么-有趣了
 
  我们来看一下join方法的源码:
 
  publicstaticStringjoin(CharSequencedelimiter,CharSequence...elements){
 
  Objects.requireNonNull(delimiter);
 
  Objects.requireNonNull(elements);
 
  //NumberofelementsnotlikelyworthArrays.streamoverhead.
 
  StringJoinerjoiner=newStringJoiner(delimiter);
 
  for(CharSequencecs:elements){
 
  joiner.add(cs);
 
  }
 
  returnjoiner.toString();
 
  }
 
  发现了一个新类StringJoiner,类名看起来很6,读起来也很顺口。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。限于篇幅,本文就不再做过多介绍了,感兴趣的同学可以去了解一下。
 
  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。
 
  Stringchenmo="沉默";
 
  Stringwanger="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。
 
  publicstaticStringjoin(finalObject[]array,Stringseparator,finalintstartIndex,finalintendIndex){
 
  if(array==null){
 
  returnnull;
 
  }
 
  if(separator==null){
 
  separator=EMPTY;
 
  }
 
  finalStringBuilderbuf=newStringBuilder(noOfItems*16);
 
  for(inti=startIndex;i
 
  if(i>startIndex){
 
  buf.append(separator);
 
  }
 
  if(array[i]!=null){
 
  buf.append(array[i]);
 
  }
 
  }
 
  returnbuf.toString();
 
  }
 
  大家读到这,不约而同会有这样一种感觉:我靠(音要拖长),没想到啊没想到,字符串拼接足足有6种姿势啊,晚上回到家一定要一一尝试下。
 
  给小菜一个答复
 
  我相信,小菜读到我这篇文章的时候,他一定会明白为什么阿里巴巴不建议在for循环中使用”+”号操作符进行字符串拼接了。
 
  来看两段代码。
 
  第一段,for循环中使用”+”号操作符。
 
  Stringresult="";
 
  for(inti=0;i
 
  result+="六六六";
 
  }
 
  第二段,for循环中使用append。
 
  StringBuildersb=newStringBuilder();
 
  for(inti=0;i
 
  sb.append("六六六");
 
  }
 
  这两段代码分别会耗时多长时间呢?在我的iMac上测试出的结果是:
 
  1)第一段代码执行完的时间为6212毫秒
 
  2)第二段代码执行完的时间为1毫秒
 
  差距也太特么大了吧!为什么呢?
 
  我相信有不少同学已经有了自己的答案: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。
 
  版权声明:本文为CSDN博主「沉默王二」的原创文章。
 
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