滚雪球学Java(48):面向对象编程中的StringBuffer类详解

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环境说明:Windows 10 + IntelliJ IDEA 2021.3.2 + Jdk 1.8

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前言

  在Java开发中,字符串的处理是非常常见的操作。Java提供了一些内置的方法来处理字符串,例如StringStringBuilder。本篇文章将介绍另一种与字符串相关的类——StringBuffer。本文将会详细介绍StringBuffer的定义和使用。

摘要

  StringBuffer是Java中的一个类,它可以被用于像字符串一样存储和操作可变的字符序列。StringBuffer在很多方面类似于StringBuilder,但它是线程安全的,并且支持一些额外的方法。

  本文将会介绍StringBuffer的定义和使用,并提供一些示例来展示如何使用该类。

StringBuffer类

概述

  StringBuffer类是Java语言中的一个类,它是一个可变的字符串序列,可以动态地添加、修改和删除字符串,它是线程安全的。与String类不同的是,它的长度和内容可以改变,而且不会产生新的对象。这意味着,当需要修改一个字符串时,使用StringBuffer类比直接使用String类要更加高效。StringBuffer类位于java.lang包中。

优缺点分析

  Java中的StringBuffer类是一个可变的字符串,它提供了一种在字符串中插入、删除或替换字符的方法。

优点:

相比于Java中的String类,它的优点如下:

  1. 可变性:StringBuffer类的对象是可变的,可以通过调用它的方法来改变字符串的内容。

  2. 线程安全:StringBuffer类是线程安全的,多个线程可以同时访问一个StringBuffer对象而不会发生错误。

  3. 高效性:当需要频繁地修改字符串内容时,使用StringBuffer类可以避免创建多个临时的字符串对象,从而节省了时间和内存空间。

    缺点:

    然而,StringBuffer类也存在一些缺点:

  4. 性能稍低:虽然StringBuffer类非常高效,但它的性能不如Java中的String类。

  5. 不支持链式调用:StringBuffer类中的方法返回的是一个字符串缓冲区对象,而不是StringBuffer对象本身,因此它不支持链式调用。

    应用场景

根据以上的优缺点,StringBuffer类适合在以下场景中使用:

  1. 当需要对字符串进行频繁的插入、删除或替换操作时,使用StringBuffer类可以获得更高的性能。

  2. 当多个线程需要同时访问同样的字符串时,使用StringBuffer类可以保证线程安全。

  3. 当需要构建复杂的字符串时,使用StringBuffer类可以避免创建大量临时字符串对象,从而减少内存消耗。

    如何定义?

  StringBuffer类提供了一个可变的字符序列,它可以被修改或者转换为一个字符串对象。StringBuffer类的定义如下所示:

public final class StringBuffer
    extends AbstractStringBuilder
    implements java.io.Serializable, CharSequence

  在上面的定义中,StringBuffer是一个final类,意味着它不能再被继承。StringBuffer继承自AbstractStringBuilder类,AbstractStringBuilder类定义了一些用于修改字符序列的通用方法,例如appenddeletereplaceinsert等方法。此外,StringBuffer还实现了java.io.SerializableCharSequence接口,这使得它可以被序列化并且支持像String一样的字符序列操作。

StringBuffer类的定义和特点

  StringBuffer类是Java提供的一个可变字符串类,它提供了在字符串中添加、删除、插入、替换字符或字符串的操作。StringBuffer类和String类有很多相似之处,但是它们之间存在一些区别。String类是不可变的,每次String类中的方法都会生成一个新的String对象,这会影响程序的效率。

构造方法

  • StringBuffer():创建一个空的StringBuffer对象。
  • StringBuffer(int capacity):创建一个指定容量的StringBuffer对象。
  • StringBuffer(String str):创建一个包含指定字符串的StringBuffer对象。

常用方法

StringBuffer类常用的方法有:

  1. append():在原有字符串的末尾添加新的字符串。
  2. delete():删除指定索引范围内的字符。
  3. insert():在指定位置插入新的字符串。
  4. replace():用新的字符串替换指定索引范围内的字符。
  5. reverse():反转字符串的顺序。

  使用StringBuffer类可以方便地对字符串内容进行增删改操作,特别适用于需要频繁修改字符串内容的场景。

StringBuffer类和String类之间的区别

  StringBuffer类和String类都是表示字符串的类,但是它们之间存在一些区别。主要的区别在于String类是不可变的,而StringBuffer类是可变的。每次String类中的方法都会生成一个新的String对象,这会影响程序的效率。

使用StringBuffer

  StringBuffer是一个可以被修改的字符序列,这意味着你可以随意添加、删除或者修改它的内容。下面是一些示例,展示了如何使用StringBuffer类:

StringBuffer sb = new StringBuffer();
sb.append("hello");
sb.append(" world");
sb.insert(0, "Java ");
sb.delete(5, 6);
System.out.println(sb.toString()); // output: "Java ello world"

  在上面的示例中,我们创建了一个空的StringBuffer对象,然后使用append方法向其中添加了两个字符串。接着,我们使用insert方法在索引0的位置插入了一个新的字符串。然后,我们使用delete方法删除了字符串中索引5的字符(即字符‘e’)。最后使用toString方法将StringBuffer对象转换为一个String对象,并将其输出到控制台上。

StringBuffer的方法

StringBuffer类提供了许多方法,用于操作可变的字符序列。以下是一些常用的方法:

  • append():向字符序列中添加一个字符串或字符序列,并返回当前对象。
  • insert():向字符序列中的指定位置插入一个字符串或字符序列,并返回当前对象。
  • delete():从字符序列中删除指定索引区间内的字符,并返回当前对象。
  • replace():将字符序列中指定索引区间内的字符替换为指定的字符串,并返回当前对象。
  • reverse():反转字符序列,并返回当前对象。
  • toString():将StringBuffer对象转换为一个String对象,并返回转换结果。

下面是这些方法的用法示例:

StringBuffer sb = new StringBuffer();
sb.append("java");
sb.append(" is");
sb.append(" awesome!");
sb.insert(0, "I think ");
sb.delete(13, 23);
sb.replace(8, 10, "are");
sb.reverse();
System.out.println(sb.toString()); // output: "!emoswa era I kniht avaj"

  在上面的示例中,我们首先创建了一个空的StringBuffer对象。然后,我们使用append方法和插入方法insert向字符序列中添加了一些字符串。接着,我们使用了delete方法删除了一段字符,用replace方法替换了一段字符,最后使用reverse方法将字符序列反转,并将其转换为一个String对象并输出。

性能注意事项

  尽管StringBuffer提供了一些很强大的方法用于操作可变字符串,但在某些情况下,使用它可能并不是最佳的选择。由于StringBuffer是线程安全的,它是一个相对较慢的类。如果你只需要修改一个字符串,而不需要考虑线程安全性,你可以使用StringBuilder,它的性能会更好。

测试用例

为了测试StringBuffer的使用,我们编写了以下测试用例:

测试代码:

package com.demo.javase.day48;

/**
 * 演示 StringBuffer类
 *
 * @author bug菌
 * @version 1.0
 * @date 2023/10/10 15:16
 */
public class TestStringBuffer {
   
   

    public static void main(String[] args) {
   
   
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        sb.append("Hello");
        sb.append(" ");
        sb.append("World");
        System.out.println(sb.toString()); // 输出 "Hello World"

        sb.insert(5, ",");
        System.out.println(sb.toString()); // 输出 "Hello, World"

        sb.delete(5, 6);
        System.out.println(sb.toString()); // 输出 "Hello World"

        sb.replace(6, 11, "Java");
        System.out.println(sb.toString()); // 输出 "Hello Java"

        sb.reverse();
        System.out.println(sb.toString()); // 输出 "avaJ olleH"
    }
}

测试结果

如下是执行上述测试用例所返回的结果,同学们请看:

在这里插入图片描述

测试代码解析:

该代码演示了 StringBuffer 类的基本操作:

  1. 实例化一个 StringBuffer 对象 sb
  2. 通过 append() 方法向 sb 中追加字符串 "Hello" 和 "World"
  3. 输出 sb 的字符串形式
  4. 通过 insert() 方法在 sb 中的第 5 个位置插入一个逗号 ","
  5. 输出 sb 的字符串形式
  6. 通过 delete() 方法删除 sb 中第 5 个位置的字符 ","
  7. 输出 sb 的字符串形式
  8. 通过 replace() 方法将 sb 中第 6 个位置到第 10 个位置的字符串 "World" 替换为 "Java"
  9. 输出 sb 的字符串形式
  10. 通过 reverse() 方法将 sb 的字符串反转
  11. 输出 sb 的字符串形式

最终输出结果为:avaJ olleH

小结

StringBuffer是Java中一个支持可变字符序列操作的类,在很多方面和StringBuilder类相似,但它是线程安全的,并且提供了一些额外的方法。本文介绍了StringBuffer的定义和用法,并提供了使用示例和测试用例。

附录源码

  如上涉及所有源码均已上传同步在「Gitee」,提供给同学们一对一参考学习,辅助你更迅速的掌握。

总结

  • StringBuffer是Java中一个支持可变字符序列操作的类。
  • StringBuffer支持像appendinsertdeletereplace等方法用于操作可变字符串。
  • StringBuffer是线程安全的,因此在某些情况下,如果你不需要考虑线程安全性的话,可以使用StringBuilder提高性能。

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