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1-String衍生类.md

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String衍生类

1.StringBuffer

StringBuffer类是Java早期提供用于处理字符串的一个类，比String类更高效，特别是对字符串进行连接操作时，使用StringBuffer类可以大大提高程序的执行效率。

StringBuffer是线程安全的，因为它的源码中的方法大多数都被synchronized修饰了。（关于多线程的内容会在后面提到）

1.1 使用+来拼接字符串的问题

考察下面的循环代码：

String s = "";
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    s = s + "," + i;
}

虽然可以直接拼接字符串，但是，在循环中，每次循环都会创建新的字符串对象，然后扔掉旧的字符串。这样，绝大部分字符串都是临时对象，不但浪费内存，还会影响垃圾回收效率。

1.2 常用方法

  • append 追加
  • delete 删除
  • insert 插入
  • reverse 反转
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "let there "; 
        StringBuffer sb = new StringBuffer(str1); //根据str1创建一个StringBuffer对象
        sb.append("be light"); //在最后追加
        System.out.println(sb);
        sb.delete(4, 10);//删除-10之间的字符
        System.out.println(sb);
        sb.insert(4, "there ");//在4这个位置插入 there
        System.out.println(sb);
        sb.reverse(); //反转
        System.out.println(sb);
    }
}

1.3 为什么StringBuffer可以实现字符串变长？

和String内部是一个字符数组一样，StringBuffer也维护了一个字符数组。 但是，这个字符数组，留有冗余长度。

比如说new StringBuffer("the")，其内部的字符数组的长度，是19，而不是3，这样调用插入和追加，在现成的数组的基础上就可以完成了。

如果追加的长度超过了19，就会分配一个新的数组，长度比原来多一些，把原来的数据复制到新的数组中，看上去数组长度就变长了。如果进入源码可以发现下面两个属性变量，分别代表了当前容纳字符串的长度和分配的总空间大小。

  • length: “the”的长度 3
  • capacity: 分配的总空间 19
public class Main {  
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "the"; 
        StringBuffer sb = new StringBuffer(str1);
        System.out.println(sb.length()); //内容长度
        System.out.println(sb.capacity());//总空间
    }
  
}

注意：关于19这个数字，在不同版本的JDK中是不一样的，无需特别记忆

2.StringBuilder

2.1 链式操作

为了能高效拼接字符串，Java标准库还提供了StringBuilder，它是一个可变对象，可以预分配缓冲区，这样，往StringBuilder中新增字符时，不会创建新的临时对象：

StringBuilder sb = new StringBuilder(1024);
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    sb.append(',');
    sb.append(i);
}
String s = sb.toString();

StringBuilder还可以进行链式操作：

// 链式操作
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        var sb = new StringBuilder(1024);
        sb.append("Mr ")
          .append("Bob")
          .append("!")
          .insert(0, "Hello, ");
        System.out.println(sb.toString());
    }
}

如果我们查看StringBuilder的源码，可以发现，进行链式操作的关键是，定义的append()方法会返回this，这样，就可以不断调用自身的其他方法。

注意：对于普通的字符串+操作，并不需要我们将其改写为StringBuilder，因为Java编译器在编译时就自动把多个连续的+操作编码为StringConcatFactory的操作。在运行期，StringConcatFactory会自动把字符串连接操作优化为数组复制或者StringBuilder操作。

StringBuffer实际上可以理解为Java早期的一个StringBuilder的线程安全版本，它通过同步来保证多个线程操作StringBuffer也是安全的，但是同步会带来执行速度的下降。

StringBuilder和StringBuffer接口完全相同，如果不是多线程场景，基本没有必要使用StringBuffer。

2.2 小结

StringBuilder是可变对象，用来高效拼接字符串；

StringBuilder可以支持链式操作，实现链式操作的关键是返回实例本身；

StringBuffer是StringBuilder的线程安全版本，现在很少使用。

3.StringJoiner

要高效拼接字符串，应该使用StringBuilder。

很多时候，我们拼接的字符串像这样：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String[] names = {"Bob", "Alice", "Grace"};
        var sb = new StringBuilder();
        sb.append("Hello ");
        for (String name : names) {
            sb.append(name).append(", ");
        }
        // 注意去掉最后的", ":
        sb.delete(sb.length() - 2, sb.length());
        sb.append("!");
        System.out.println(sb.toString());
    }
}

3.1 分隔符指定

类似用分隔符拼接数组的需求很常见，所以Java标准库还提供了一个StringJoiner来干这个事：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String[] names = {"Bob", "Alice", "Grace"};
        var sj = new StringJoiner(", ");
        for (String name : names) {
            sj.add(name);
        }
        System.out.println(sj.toString());
    }
}

不过，用StringJoiner的结果少了前面的"Hello "和结尾的"!"。遇到这种情况，需要给StringJoiner指定“开头”和“结尾”：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String[] names = {"Bob", "Alice", "Grace"};
        var sj = new StringJoiner(", ", "Hello ", "!");
        for (String name : names) {
            sj.add(name);
        }
        System.out.println(sj.toString());
    }
}

String还提供了一个静态方法join()，这个方法在内部使用了StringJoiner来拼接字符串，在不需要指定“开头”和“结尾”的时候，用String.join()更方便：

String[] names = {"Bob", "Alice", "Grace"};
var s = String.join(", ", names);

3.2 小结

用指定分隔符拼接字符串数组时，使用StringJoiner或者String.join()更方便；

用StringJoiner拼接字符串时，还可以额外附加一个“开头”和“结尾”。