详细讲解String拼接原理，介绍StringBuilder和StringBuffer

0、思考

       我们都知道真正修改一个String的内容是很难的，而我们平常却可以通过‘+=’来拼接字符串

public static void main(String[] args) {
        String str = new String("Hello");
        str += " World";
        System.out.println(str);
    }

        这是为什么呢？我们接着往下看。

1、讲解String拼接字符串原理

Ⅰ底层字符接实现逻辑

       我们来看一下上述代码的底层实现逻辑

      我们发现，当我们执行 “str += " World";”时底层其实走四步

先创建一个StringBuilder对象，并调用无参数的构造方法。

StringBuilder对象调用append方法，把str内部 “Hello” 拼接到内部。

StringBuilder对象再次调用append方法，把 " World" 拼接到内部。

最后StringBuilder对象调用toString方法，把拼接好的字符串传给str。

"":表示构造方法

()V：表示无参数的构造方法

上述代码其实就等同于

public static void main(String[] args) {
        String str = new String("Hello");
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append(str);
        sb.append(" World");//拼接字符串
        str = sb.toString();
        System.out.println(str); //输出Hello World
    }

所以我们每次拼接字符串时，都会创建一个对象进行该操作，而非在String内部进行。

注意：String和StringBuilder类不能直接转换。如果要想互相转换，可以采用如下原则:

String变为StringBuilder: 利用StringBuilder的构造方法或append()方法

StringBuilder变为String: 调用toString()方法

Ⅱ使用不同方法拼接字符串事件比较

       我用两种方法拼接字符串，我们来看一下各种运行时间

public static void main(String[] args) {
        //普通方法拼接
        long start = System.currentTimeMillis();
        String s1 = "";
        for(int i = 0; i < 10000; ++i){
            s1 += i;
        } long end = System.currentTimeMillis();
        long  time = end-start;
        System.out.println("普通方法拼接时间："+ time);
        //用StingBuilder类拼接
        start = System.currentTimeMillis();
        StringBuilder s3 = new StringBuilder();
        for(int i = 0; i < 10000; ++i){
            s3.append(i);
        } end = System.currentTimeMillis();
        time = end-start;
        System.out.println("StringBuilder 拼接时间："+ time);
    }

结果如下：

我们用直接使用String类拼接的字符串的话，每拼接一次就会创建一个新的对象，次数一多运行时间就会变长。所以当我们频繁修改字符串的情况考虑使用StringBuilder类进行操作。

我再举一个LeetCode上实际操作的例题，如下:

StringBuilder类拼接 1ms

普通拼接 23ms

大家感兴趣了，可以去做一下这道题：根据二叉树创建爱字符串

Ⅲ了解StringBuilder类修改内部字符串过程

我们看下图

      首先在栈中创建一个StringBuilder变量sb，然后在堆中开辟一块空间，被sb引用。

append方法我们可以看做把参数传给 StringBuilder对象

      当sb第一次调用append方法时，编译器会先把“Hello”放到字符串常量池中，然后再把“Hello”传给sb引用对象。

      当sb第二次调用append方法时，编译器同样会先把 " World" 放到字符串常量池中，但此刻 sb 并不会new一个新的对象来接受append方法传来的 " World"，而是在原来的对象内部直接进行拼接。

我们观察 append方法 就会发现，append方法最后返回的是 "this"！也就是原来的对象。

这也就是为什么StringBuilde对象能修改字符串的原因。

2、介绍StringBuilder和StringBuffer及一些常用的方法

  上面我们介绍了 StringBuilder，其实为了方便字符串的修改，Java中又提供StringBuffer类。

   这两个类的大部分功能是相同的。如下

public static void main(String[] args) {
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        sb.append("你好！");
        sb.append("我是威威");
        String str = sb.toString();
        System.out.println(str);
    }

而除了append和toString之外，StringBuilder和StringBuffer中包含各种各样的方法。

这里介绍一些常用的，其它需要用到了大家可参阅 StringBuilder在线文档

以下以StringBuilder为例，StringBuffer中方法类似

3、StringBuilder和StringBuffer区别

为了对比StringBuilder和StringBuffer，我们来看一下他俩 append方法的具体代码

我们发现，StringBuffer的append方法中，多了一个 synchronized，而 synchronized 含义是保护线程安全。平时遇到多线程时，用StringBuffer的比较多。

所以StringBuilder和StringBuffer区别在于：

       StringBuffer采用同步处理，属于线程安全操作；

       StringBuilder未采用同步处理，属于线程不安全操作；

拓展：如何打开字节文件

我们在idea操作中，点击上面的小框

点击后，找到Openin后点击Explorer，这时会弹出一个文件夹。

点击 2022-7-12，找到out文件，进去点击production，再点击 2022-7-12，之后就能看见我们.class文件。

这里 2022-7-12 是我自己创建的文件名，而且我的 .class 文件在 demo2 包中，所以多跳了一步。

然后按着Shift键，右键点击 .class 文件，然后点击 “PowerShell”，就会弹出一个窗口

尽量点击文件中间空白部分，部分可能找不到 “PowerShell”，这个选项

接着我们在窗口中输入 javap -c 文件名，就能看到我们代码编译后字节码啦

到此，本节内容就讲完了，有错误的地方希望大家能批评指正，别忘了点赞👍+收藏⭐️哦

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