[Java知识库]String类StringBuffer类和StringBuilder类

String类

1.1 String类的特性

1. 代表字符串。Java 程序中的所有字符串字面值（如 “abc” ）都作
   为此类的实例实现。

2. 字符串是常量，用双引号引起来表示。它们的值在创建之后不能更改。

3. String对象的字符内容是存储在一个final char[] value的字符数组
   中的。(加了final，表示我们这个数组不能被重新赋值，且这个数组的
   元素也不能够被修改)

4. String实现了Serializable接口：表示字符串是支持序列化的。

5. String实现了Comparable接口：表示String可以比较大小。

6. 通过字面量的方式（区别于new）给一个字符串赋值，此时的字符串值声明在字符串常量池中。(字符串常量池中是不会存储相同内容的字符串的)

1.2 理解String类的不可变性

• 先看下面的代码 (注意下面字符串的声明方式都是通过字面量定义的方式来定义)

• 可以得出String不可变性的体现是：、

1.当对字符串重新赋值时，需要重写指定内存区域赋值，不能使用原有的value进行赋值。

2. 当对现有的字符串进行连接操作时，也需要重新指定内存区域赋值，不能使用原有的value进行赋值。

3. 当调用String的replace()方法修改指定字符或字符串时，也需要重新指定内存区域赋值，不能使用原有的value进行赋值。

1.3 String不同实例化方式的对比

方式一：通过字面量定义的方式

方式二：通过new + 构造器的方式

1. 通过字面量定义的方式：此时的s1和s2的数据javaEE声明在方法区中的字符串常量池中。
2. 通过new + 构造器的方式:此时的s3和s4保存的地址值，是数据在堆空间中开辟空间以后对应的地址值。

• 题目：String s = new String(“abc”);方式创建对象，在内存中创建了几个对象？

两个:一个是堆空间中new结构，另一个是char[]对应的常量池中的数据：“abc”

1.4 String不同拼接操作的对比

1. 常量与常量的拼接结果在常量池。且常量池中不会存在相同内容的常量

2. 只要其中有一个是变量，结果就在堆中

3. 如果拼接的结果调用intern()方法，返回值就在常量池中

关于StringBuffer和StringBuilder的使用

1.1 String、StringBuffer、StringBuilder三者的异同：

String：不可变的字符序列。jdk1.0开始存在

底层使用Char[]存储

StringBuffer：可变的字符序列。jdk1.0开始存在（它是线程安全的，导致效率较低）

底层使用Char[]存储

StringBuilder：可变的字符序列。jdk1.5开始存在（它是线程不安全的，效率高）

底层使用Char[]存储

• 什么叫做可变的字符序列，下面举一个例子：

    public void test(){
        StringBuffer a = new StringBuffer("abc");
        a.setCharAt(0, 'm');
        System.out.println(a);      //mbc
        
        //变成了mbc而并非原来的abc，
        //说明确实是把我们的初始字符序列给改变了
    }
  

1.2 StringBuffer类的常用方法

    StringBuffer append(xxx)：提供了很多的append()方法，用于进行字符串拼接
    
    StringBuffer delete(int start,int end)：删除指定位置的内容
    
    StringBuffer replace(int start, int end, String str)：把[start,end)位置替换为str
    
    StringBuffer insert(int offset, xxx)：在指定位置插入xxx
    
    StringBuffer reverse() ：把当前字符序列逆转
    
    public int indexOf(String str)
    
    public String substring(int start,int end):返回一个从start开始到end索引结束的左闭右开区间的子字符串
    
    public int length()
    
    public char charAt(int n )
    
    public void setCharAt(int n ,char ch)

• 总结

    增：append(xxx)
  
    删：delete(int start,int end)
  
    改：setCharAt(int n ,char ch) / replace(int start, int end, String str)
    
    查：charAt(int n )
    
    插：insert(int offset, xxx)
    
    长度：length();
    
    遍历：for() + charAt() / toString()
  

SrringBuffer和StringBuilder的部分源码分析

它们两者的底层源码其实没有太大差别，最主要差别就是：StringBuffer不是线程安全的，而StringBuilder是

1.1 下面以对StringBuffer的构造方法源码分析为例

• 首先，对于可变字符序列String来说：

    String str = new String();   
            //new char[0];
            
    String str1 = new String("abc"); 
            //new char[]{'a','b','c'};
  

• 对于StringBuffer

    StringBuffer a  = new StringBuffer();
    //new Char[16];底层创建了一个长度是16的数组。
    a.append('a');  //value[0] = 'a';
    a.append('b');  //value[1] = 'b';
    
    stringBuffer b = new StringBuffer("abc");
    //char[] value = new char["abc".length() + 16];
  

通过上面的注释可知：每次我们造完之后都会有这16个空位，无论你使用的是空参构造器还是有参构造器。

下面是源码所示：

1.1.1 问题1

• 参照1.1中的代码块中的字符串b，System.out.println(b.length());是多少

• 源码如下：
  

这个count的值是通过append的字符的数量

所以因该为3

1.1.2 问题2：扩容问题（扩容源码分析）

• 如果要添加的数据底层数组盛不下了，那就需要扩容底层的数组。

默认情况下，扩容为原来容量的2倍+2，同时将原有数组中的元素复制到新的数组中。

• 下面是源码图片：

• 首先我们看append方法

• 进入super.append(…)方法

• 进入ensureCapacityInternal(count + len);该方法是为了判断是否需要扩容

• 可以发现，如果大于当前的length的话需要进行扩容，进入主要的newCapacity(minimumCapacity)方法

• 在这里我们就可以了解它的扩容机制了

1.1.3 指导意义

开发中建议大家使用StringBuffer(int capacity)或者StringBuilder(int capacity)，因为我们大概可以知道我们最后需要的字符串的长度，且还可以有额外的16次append，我们这样做的目的就是为了减少扩容的次数以达到更加高效的目的。

String、StringBuffer、StringBuilder的效率对比

• 从高到低排列：

String > StringBuffer > StringBuilder

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