24java的StringBuilder类和StringBuffer类
StringBuilder类 可变字符序列
StringBuilder线程不安全，效率高；StringBuffer线程安全，效率低
new StringBuilder创建长度为16的字符串数组
下面看程序实例：
package testString;
public class stringBuilder {
public static void main(String[] args) {
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();//字符数组初始长度为16
StringBuilder stringBuilder1 = new StringBuilder(32);//指定字符数组初始长度是32
StringBuilder stringBuilder2 = new StringBuilder("tyuiop");//字符数组初始长度是"tyuiop"+16=6+16=22
stringBuilder2.append("#fghjkl");
System.out.println(stringBuilder2);
stringBuilder2.append("#1").append("#fada").append("#发达");//通过return this实现方法链
System.out.println(stringBuilder2);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
stringBuilder.append(i);
}
System.out.println(stringBuilder);
}
}
运行结果：
程序分析：StringBuilder是位于package java.lang;包下的类，是可变长数组的类。
1. StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(); 创建一个可变长字符数组，但是这个字符数组对象是由默认长度的，源码如下：
public final class StringBuilder extends AbstractStringBuilder implements java.io.Serializable, CharSequence { /** * Constructs a string builder with no characters in it and an * initial capacity of 16 characters. */ public StringBuilder() { super(16); }其中super(16);调用父类的构造方法，并传参16，我们看父类的有参构造器源码：
abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence { /** * The value is used for character storage. */ char[] value; /** * The count is the number of characters used. */ int count; /** * This no-arg constructor is necessary for serialization of subclasses. */ AbstractStringBuilder(int capacity) { value = new char[capacity]; } }由此可见，这个可变长字符数组的初始长度是16。
2. StringBuilder stringBuilder1 = new StringBuilder(32); 直接值得顶字符数组的初始长度为32。源码如下：
/** * Constructs a string builder with no characters in it and an * initial capacity specified by the {@code capacity} argument. * * @param capacity the initial capacity. * @throws NegativeArraySizeException if the {@code capacity} * argument is less than {@code 0}. */ public StringBuilder(int capacity) { super(capacity); }调用父类的有参构造方法，并传递参数用户指定长度capacity。
3.StringBuffer stringBuffer2 = new StringBuffer("tyuiop"); 字符数组初始长度是"tyuiop"+16=6+16=22。这个从初始化的字符数组的内容是：{'t','y','u','i','o','p',\u0000,\u0000,......}。源码如下：
/** * Constructs a string builder initialized to the contents of the * specified string. The initial capacity of the string builder is * {@code 16} plus the length of the string argument. * * @param str the initial contents of the buffer. */ public StringBuilder(String str) { super(str.length() + 16); append(str); }其中super();方法
/** * Creates an AbstractStringBuilder of the specified capacity. */ AbstractStringBuilder(int capacity) { value = new char[capacity]; }其中append()方法：
@Override public StringBuilder append(String str) { super.append(str); return this; }其中super.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; }
- append方法的功能就是拼接字符串：把给定字符串拼接到引用对象的后面。 观察发现每个append方法里面最后面都有return this 语句，this代表当前调用这个方法的对象，也就是谁调用这个方法就返回谁，使用this关键字的好处是可以支持方法链。
下面的代码是如何append（添加，追加）字符数组的？
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
stringBuilder.append("#");//在此处设置断点进行debug
}
当程序运行到断点处时，进入位于StringBuilder类中的append方法,传递的参数是字符”#“，下面看这个append方法的源码：
@Override
public StringBuilder append(String str) {
super.append(str);
return this;
}
可以看到在此处有调用StringBuilder类的父类的append方法，此时传递的参数是字符”#“那么我们进入StringBuilder类的父类的append方法中：
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;
}
从上述的源码中发现，这个方法的功能就是先进行原来的字符数组的空间判断，如果空间足够就直接追加，如果不够就按照一定的规则进行扩展，然后再添加。获取完新增字符串的长度之后，进入校验方法ensureCapacityInternal()进行校验原字符数组的空间够不够，源码如下：
/**
* For positive values of {@code minimumCapacity}, this method
* behaves like {@code ensureCapacity}, however it is never
* synchronized.
* If {@code minimumCapacity} is non positive due to numeric
* overflow, this method throws {@code OutOfMemoryError}.
*/
private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {
// overflow-conscious code
if (minimumCapacity - value.length > 0) {
value = Arrays.copyOf(value,
newCapacity(minimumCapacity));
}
}
当for循环执行第一次的时候，len = str.length()=1，count=0，所以传递给ensureCapacityInternal() 方法的参数minimumCapacity=1，显然minimumCapacity不可能大于value.length（=16，初始大小）， 那么就不创建新的字符数组。下一步执行str.getChars(0, len, value, count)方法，并传递复制字符串的相关参数，下面是getChars()源码：
public void getChars(int srcBegin, int srcEnd, char dst[], int dstBegin) {
if (srcBegin < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(srcBegin);
}
if (srcEnd > value.length) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(srcEnd);
}
if (srcBegin > srcEnd) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(srcEnd - srcBegin);
}
System.arraycopy(value, srcBegin, dst, dstBegin, srcEnd - srcBegin);
}
前面三个if语句是进行安全性校验，防止传入不合法的索引数据，如果所有的数据都合法，那么就执行System.arraycopy()方法，这个方法是把新增加的那个字符串追加到原来的字符数组中。具体分析一下System.arraycopy()方法：value是原来创建的字符数组（还未扩容），srcBegin=0，dst是getChar方法传递的参数value[]，srcEnd是getsChar方法传递的参数len,每次追加的都是一个#，所以len=1=srcEnd，dstBegin是getChar方法传递的参数count，随着循环次数增加而增加，srcEnd - srcBegin表示的是len-0,也即是追加的字符串的长度，那么这个方法就是把value[]（是String类里面的value[]）的从srcBegin索引开始的元素复制到dst[]的从dstBegin索引开始共srcEnd - srcBegin个字符的储存空间中。注意：dst[]是形参，它的实参是value[]（是StringBuilder里面的value[] ;）。下面我理解的是，每次循环（StringBuilder类的对象存储空间足够）都会调用一次System.arraycopy()方法进行复制，就是新创建一个String类的字符数组对象存储传递过来的字符串常量（待添加的字符串），然后从头直接复制到StringBuilder类的对象value[]中。
当循环到第17次时（i=17），此时的可变长字符数组的存储空间已经不够用了，需要拓展空间，进入ensureCapacityInternal（）方法中
private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {
// overflow-conscious code
if (minimumCapacity - value.length > 0) {
value = Arrays.copyOf(value,
newCapacity(minimumCapacity));
}
}
newCapacity()方法的源码是：
private int newCapacity(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int newCapacity = (value.length << 1) + 2;
if (newCapacity - minCapacity < 0) {
newCapacity = minCapacity;
}
return (newCapacity <= 0 || MAX_ARRAY_SIZE - newCapacity < 0)
? hugeCapacity(minCapacity)
: newCapacity;
}
(value.length << 1)中的“<<”是把这个数的二进制左移一位，左移一位就是数值乘以2，右移一位就是数字除以2，也就是说这里把原来的字符数组的长度扩大为原来的2倍加2，最后返回值处使用的是一个三元运算符：简单分析，返回值是newCapacity，就是新的字符数组长度。
PS：移位运算
二进制 十进制 0000 0010 2 左移一位：0000 0100 4 0000 1100 12 右移一位：0000 0110 6
然后调用Arrays.copyOf（）方法，源码如下：
public static char[] copyOf(char[] original, int newLength) {
char[] copy = new char[newLength];
System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
Math.min(original.length, newLength));
return copy;
}
可以看到直接创建一个大小为newLength（newCapacity）的新的字符数组copy[]，然后还是调用System.arraycopy()方法，把原来的value[]数组里面的所有元素复制到copy[]数组中，最终赋值给value[]数组。
StringBuffer类
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StringBuilder线程不安全，效率高；StringBuffer线程安全，效率低
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StringBuffer类的方法种类与StringBuilder类的方法完全相同，用法也相同，只是StringBuffer类的方法都被synchronized关键词修饰，表示线程安全，调用这里的方法必须要有对象锁，涉及到多线程问题，后续再学习。
