StringBuilder和StringBuffer解析(百度面试题优化须要用到的)
StringBuilder是java5及以后提供的API,它不是线程安全的,而StringBuffer是java1.4曾经的API,它是线程安全的,所以说StringBuilder的效率更高一些,今天来讲一下在java中字符串连接的几种方法比較。。
写这篇文章主要是关于曾经的一篇文章百度面试题,中因为循环中字符串的连接问题须要优化一下。。
字符串是Java程序中最经常使用的一种数据结构之中的一个。在Java中的String类已经重载的"+"。也就是说,字符串能够直接使用"+"进行连接,如以下代码所看到的:
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String s = "abc" + "ddd";
但这样做真的好吗?当然,这个问题不能简单地回答yes or no。要依据详细情况来
定。在Java中提供了一个StringBuilder类(这个类仅仅在J2SE5及以上版本号提供,曾经的版本号使用 StringBuffer类),这个类也能够起到"+"的作用。那么我们应该用哪个呢?
以下让我们先看看例如以下的代码:
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package string; public class TestSimplePlus { public static void main(String[] args) { String s = "abc"; String ss = "ok" + s + "xyz" + 5; System.out.println(ss); } }
上面的代码将会输出正确的结果。从表面上看,对字符串和整型使用"+"号并没有什么差别,但事实真的如此吗?以下让我们来看看这段代码的本质。
我们首先使用反编译工具(如jdk带的javap、或jad)将TestSimplePlus反编译成Java Byte Code,当中的奥秘就一目了然了。在本文将使用jad来反编译,命令例如以下:
jad -o -a -s d.java TestSimplePlus.class
反编译后的代码例如以下:
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package string; import java.io.PrintStream; public class TestSimplePlus { public TestSimplePlus() { // 0 0:aload_0 // 1 1:invokespecial #8 < Method void Object()> // 2 4:return } public static void main(String args[]) { String s = "abc"; // 0 0:ldc1 #16 < String "abc"> // 1 2:astore_1 String ss = (new StringBuilder("ok")).append(s).append("xyz").append(5).toString(); // 2 3:new #18 < Class StringBuilder> // 3 6:dup // 4 7:ldc1 #20 < String "ok"> // 5 9:invokespecial #22 < Method void StringBuilder(String)> // 6 12:aload_1 // 7 13:invokevirtual #25 < Method StringBuilder StringBuilder.append(String)> // 8 16:ldc1 #29 < String "xyz"> // 9 18:invokevirtual #25 < Method StringBuilder StringBuilder.append(String)> // 10 21:iconst_5 // 11 22:invokevirtual #31 < Method StringBuilder StringBuilder.append(int)> // 12 25:invokevirtual #34 < Method String StringBuilder.toString()> // 13 28:astore_2 System.out.println(ss); // 14 29:getstatic #38 < Field PrintStream System.out> // 15 32:aload_2 // 16 33:invokevirtual #44 < Method void PrintStream.println(String)> // 17 36:return } }
读者可能看到上面的Java字节码感到迷糊,只是大家不必操心。本文的目的并非解说Java Byte Code,因此,并不用了解详细的字节码的含义。
使用jad反编译的优点之中的一个就是能够同一时候生成字节码和源码。这样能够进行对比研究。从上面的代码非常easy看出,尽管在源程序中使用了"+",但在编 译时仍然将"+"转换成StringBuilder。因此,我们能够得出结论,在Java中不管使用何种方式进行字符串连接,实际上都使用的是 StringBuilder类。
那么是不是能够依据这个结论推出使用"+"和StringBuilder类的效果是一样的呢?这个要从两个方面的解释。假设从执行结果来解释,那么"+"和StringBuilder是全然等效的。但假设从执行效率和资源消耗方面看,那它们将存在非常大的差别。
当然,假设连接字符串行表达式非常easy(如上面的顺序结构),那么"+"和StringBuilder类基本是一样的,但假设结构比較复杂,如使用循环来连接字符串,那么产生的Java Byte Code就会有非常大的差别。先让我们看看例如以下的代码:
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package string; import java.util.*; public class TestComplexPlus { public static void main(String[] args) { String s = ""; Random rand = new Random(); for (int i = 0; i < 10; i++) { s = s + rand.nextInt(1000) + " "; } System.out.println(s); } }
上面的代码返编译后的Java Byte Code例如以下:
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package string; import java.io.PrintStream; import java.util.Random; public class TestComplexPlus { public TestComplexPlus() { // 0 0:aload_0 // 1 1:invokespecial #8 < Method void Object()> // 2 4:return } public static void main(String args[]) { String s = ""; // 0 0:ldc1 #16 < String ""> // 1 2:astore_1 Random rand = new Random(); // 2 3:new #18 < Class Random> // 3 6:dup // 4 7:invokespecial #20 < Method void Random()> // 5 10:astore_2 for(int i = 0; i < 10; i++) //* 6 11:iconst_0 //* 7 12:istore_3 //* 8 13:goto 49 s = (new StringBuilder(String.valueOf(s))).append(rand.nextInt(1000)).append(" ").toString(); // 9 16:new #21 < Class StringBuilder> // 10 19:dup // 11 20:aload_1 // 12 21:invokestatic #23 < Method String String.valueOf(Object)> // 13 24:invokespecial #29 < Method void StringBuilder(String)> // 14 27:aload_2 // 15 28:sipush 1000 // 16 31:invokevirtual #32 < Method int Random.nextInt(int)> // 17 34:invokevirtual #36 < Method StringBuilder StringBuilder.append(int)> // 18 37:ldc1 #40 < String " "> // 19 39:invokevirtual #42 < Method StringBuilder StringBuilder.append(String)> // 20 42:invokevirtual #45 < Method String StringBuilder.toString()> // 21 45:astore_1 // 22 46:iinc 3 1 // 23 49:iload_3 // 24 50:bipush 10 // 25 52:icmplt 16 System.out.println(s); // 26 55:getstatic #49 < Field PrintStream System.out> // 27 58:aload_1 // 28 59:invokevirtual #55 < Method void PrintStream.println(String)> // 29 62:return } }
大家能够看到,尽管编译器将"+"转换成了StringBuilder类,但创建StringBuilder对象的位置却在for语句内部。这就意 味着每运行一次循环,就会创建一个StringBuilder对象(对于本例来说,是创建了10个StringBuilder对象),尽管Java有垃圾 回收器,但这个回收器的工作时间是不定的。假设不断产生这种垃圾,那么仍然会占用大量的资源。解决问题的方法就是在程序中直接使用 StringBuilder类来连接字符串,代码例如以下:
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package string; import java.util.*; public class TestStringBuilder { public static void main(String[] args) { String s = ""; Random rand = new Random(); StringBuilder result = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < 10; i++) { result.append(rand.nextInt(1000)); result.append(" "); } System.out.println(result.toString()); } }
上面代码反编译后的结果例如以下:
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package string; import java.io.PrintStream; import java.util.Random; public class TestStringBuilder { public TestStringBuilder() { // 0 0:aload_0 // 1 1:invokespecial #8 < Method void Object()> // 2 4:return } public static void main(String args[]) { String s = ""; // 0 0:ldc1 #16 < String ""> // 1 2:astore_1 Random rand = new Random(); // 2 3:new #18 < Class Random> // 3 6:dup // 4 7:invokespecial #20 < Method void Random()> // 5 10:astore_2 StringBuilder result = new StringBuilder(); // 6 11:new #21 < Class StringBuilder> // 7 14:dup // 8 15:invokespecial #23 < Method void StringBuilder()> // 9 18:astore_3 for(int i = 0; i < 10; i++) //* 10 19:iconst_0 //* 11 20:istore 4 //* 12 22:goto 47 { result.append(rand.nextInt(1000)); // 13 25:aload_3 // 14 26:aload_2 // 15 27:sipush 1000 // 16 30:invokevirtual #24 < Method int Random.nextInt(int)> // 17 33:invokevirtual #28 < Method StringBuilder StringBuilder.append(int)> // 18 36:pop result.append(" "); // 19 37:aload_3 // 20 38:ldc1 #32 < String " "> // 21 40:invokevirtual #34 < Method StringBuilder StringBuilder.append(String)> // 22 43:pop } // 23 44:iinc 4 1 // 24 47:iload 4 // 25 49:bipush 10 // 26 51:icmplt 25 System.out.println(result.toString()); // 27 54:getstatic #37 < Field PrintStream System.out> // 28 57:aload_3 // 29 58:invokevirtual #43 < Method String StringBuilder.toString()> // 30 61:invokevirtual #47 < Method void PrintStream.println(String)> // 31 64:return } }
从上面的反编译结果能够看出,创建StringBuilder的代码被放在了for语句外。尽管这样处理在源程序中看起来复杂,但却换来了更高的效率,同一时候消耗的资源也更少了。
在使用StringBuilder类时要注意,尽量不要"+"和StringBuilder混着用,否则会创建很多其它的StringBuilder对象,如以下代码所:
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for (int i = 0; i < 10; i++) { result.append(rand.nextInt(1000)); result.append(" "); } 改成例如以下形式: for (int i = 0; i < 10; i++) { result.append(rand.nextInt(1000) + " "); } 则反编译后的结果例如以下: for(int i = 0; i < 10; i++) //* 10 19:iconst_0 //* 11 20:istore 4 //* 12 22:goto 65 { result.append((new StringBuilder(String.valueOf(rand.nextInt(1000)))).append(" ").toString()); // 13 25:aload_3 // 14 26:new #21 < Class StringBuilder> // 15 29:dup
从上面的代码能够看出,Java编译器将"+"编译成了StringBuilder类,这样for语句每循环一次,又创建了一个StringBuilder对象。
假设将上面的代码在JDK1.4下编译,必须将StringBuilder改为StringBuffer,而JDK1.4将"+"转换为 StringBuffer(由于JDK1.4并没有提供StringBuilder类)。StringBuffer和StringBuilder的功能基 本一样,仅仅是StringBuffer是线程安全的,而StringBuilder不是线程安全的。因此,StringBuilder的效率会更高。
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