StringBuilder 的 append() 方法

“循環體内，拼接字元串最好使用 StringBuilder 的 append() 方法，而不是 + 号操作符”

這句話，我們很熟悉，那你知道是為什麼嗎？

号操作符其實被 Java 在編譯的時候重新解釋了，換一種說法就是，

号操作符是一種文法糖，讓字元串的拼接變得更簡便了。

class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        String chenmo = "沉默";
        String wanger = "王二";
        System.out.println(chenmo + wanger);
    }
}

在 Java 8 的環境下，使用 javap -c Demo.class 反編譯位元組碼後，可以看到以下内容：

Compiled from "Demo.java"
class Demo {
  Demo();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: ldc           #2                  // String 沉默
       2: astore_1
       3: ldc           #3                  // String 王二
       5: astore_2
       6: getstatic     #4                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       9: new           #5                  // class java/lang/StringBuilder
      12: dup
      13: invokespecial #6                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
      16: aload_1
      17: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
      20: aload_2
      21: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
      24: invokevirtual #8                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
      27: invokevirtual #9                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
      30: return
}

看第9行，這裡有一個 new 關鍵字，并且 class 類型為 java/lang/StringBuilder。
“這意味着**建立了一個 StringBuilder 的對象**。”

然後看标号為 17 的這行，是一個 invokevirtual 指令，用于調用對象的方法，
也就是 StringBuilder 對象的 append() 方法。

也就意味着把 chenmo 這個字元串添加到 StringBuilder 對象中了。

再往下看，标号為 21 的這行，又調用了一次 append() 方法，
意味着把 wanger 這個字元串添加到 StringBuilder 對象中了。

換成 Java 代碼來表示的話，大概是這個樣子：

class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        String chenmo = "沉默";
        String wanger = "王二";
        System.out.println((new StringBuilder(String.valueOf(chenmo))).append(wanger).toString());
    }
}

原來編譯的時候把“

”号操作符替換成了

StringBuilder

的

append()

方法啊。

是的，不過到了 Java 9，情況發生了一些改變，同樣的代碼，位元組碼指令完全不同了。

同樣的代碼，在 Java 11 的環境下，位元組碼指令是這樣的：

Compiled from "Demo.java"
public class com.itwanger.thirtyseven.Demo {
  public com.itwanger.thirtyseven.Demo();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: ldc           #2                  // String
       2: astore_1
       3: iconst_0
       4: istore_2
       5: iload_2
       6: bipush        10
       8: if_icmpge     41
      11: new           #3                  // class java/lang/String
      14: dup
      15: ldc           #4                  // String 沉默
      17: invokespecial #5                  // Method java/lang/String."<init>":(Ljava/lang/String;)V
      20: astore_3
      21: ldc           #6                  // String 王二
      23: astore        4
      25: aload_1
      26: aload_3
      27: aload         4
      29: invokedynamic #7,  0              // InvokeDynamic #0:makeConcatWithConstants:(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
      34: astore_1
      35: iinc          2, 1
      38: goto          5
      41: return
}

看标号為 29 的這行，位元組碼指令為 invokedynamic，
該指令允許由應用級的代碼來決定方法解析，所謂的應用級的代碼其實是一個方法——被稱為引導方法（Bootstrap Method），簡稱 BSM，
BSM 會傳回一個 CallSite（調用點） 對象，這個對象就和 invokedynamic 指令連結在一起。
以後再執行這條 invokedynamic 指令時就不會建立新的 CallSite 對象。
CallSite 其實就是一個 MethodHandle（方法句柄）的 holder，
指向一個調用點真正執行的方法——此時就是 StringConcatFactory.makeConcatWithConstants() 方法。

好吧，總之就是 Java 9 以後，JDK 用了另外一種方法來

動态解釋 + 号操作符

，具體的實作方式在位元組碼指令層面已經看不到了

循環體内，拼接字元串最好使用 StringBuilder 的 append() 方法，而不是 + 号操作符。原因就在于循環體内如果用 + 号操作符的話，就會産生大量的 StringBuilder 對象，不僅占用了更多的記憶體空間，還會讓 Java 虛拟機不停的進行垃圾回收，進而降低了程式的性能。

更好的寫法就是在循環的外部建立一個 StringBuilder 對象，然後使用 append() 方法将循環體内的字元串添加進來：

class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 1; i < 10; i++) {
            String chenmo = "沉默";
            String wanger = "王二";
            sb.append(chenmo);
            sb.append(wanger);
        }
        System.out.println(sb);
    }
}

來做個小測試。

第一個，for 循環中使用”+”号操作符。

String result = "";
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    result += "六六六";
}

第二個，for 循環外部建立 StringBuilder，循環體内使用 append() 方法。

StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    sb.append("六六六");
}

package com.study;

/**
 * @Description 測試字元串拼接+，StringBuilder
 * @Classname JoinStringsDemo
 * @Date 2021/8/22 16:11
 * @Created by 折騰的小飛
 */
public class JoinStringsDemo {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(()->{
            long startTime=System.currentTimeMillis();
            String result = "";
            for (int i = 0; i < 100000; i++) {
                result += "六六六";
            }
            long endTime=System.currentTimeMillis();
            System.out.println(endTime-startTime);
        }).start();

        new Thread(()->{
            long startTime=System.currentTimeMillis();
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            for (int i = 0; i < 100000; i++) {
                sb.append("六六六");
            }
            long endTime=System.currentTimeMillis();
            System.out.println(endTime-startTime);
        }).start();
    }
}

Java如何拼接字元串StringBuilder 的 append() 方法String 類的 concat() 方法String 類有一個靜态方法 join()org.apache.commons.lang3.StringUtils的join() 方法

使用+拼接字元串執行時間是 4892 毫秒，使用StringBuffer隻用了不到 11毫秒，差距也太大了吧！

來看一下 StringBuilder 類的 append() 方法的源碼吧！

public StringBuilder append(String str) {
    super.append(str);
    return this;
}

這 3 行代碼其實沒啥看的。我們來看

父類 AbstractStringBuilder

的 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;
}

1）判斷拼接的字元串是不是 null，如果是，當做字元串“null”來處理。

appendNull()

方法的源碼如下：

private AbstractStringBuilder appendNull() {
    int c = count;
    ensureCapacityInternal(c + 4);
    final char[] value = this.value;
    value[c++] = 'n';
    value[c++] = 'u';
    value[c++] = 'l';
    value[c++] = 'l';
    count = c;
    return this;
}

2）擷取字元串的長度。

3）

ensureCapacityInternal()

方法的源碼如下：

private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {
    // overflow-conscious code
    if (minimumCapacity - value.length > 0) {
        value = Arrays.copyOf(value,
                newCapacity(minimumCapacity));
    }
}

由于字元串内部是用數組實作的，是以需要先判斷拼接後的字元數組長度是否超過目前數組的長度，如果超過，先對數組進行擴容，然後把原有的值複制到新的數組中。

4）将拼接的字元串 str 複制到目标數組 value 中。

5）更新數組的長度 count。

說到 StringBuilder 就必須得提一嘴 StringBuffer，兩者就像是孿生雙胞胎，該有的都有，隻不過大哥 StringBuffer 因為多呼吸兩口新鮮空氣，是以是線程安全的。”我說，“它裡面的方法基本上都加了 synchronized 關鍵字來做同步。

public synchronized StringBuffer append(String str) {
    toStringCache = null;
    super.append(str);
    return this;
}

除了可以使用 + 号操作符，StringBuilder 和 StringBuilder 的 append() 方法，還有其他的字元串拼接方法嗎？

String 類的 concat() 方法

String chenmo = "沉默";
String wanger = "王二";
System.out.println(chenmo.concat(wanger));

可以來看一下

concat()

方法的源碼。

public String concat(String str) {
    int otherLen = str.length();
    if (otherLen == 0) {
        return this;
    }
    int len = value.length;
    char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen);
    str.getChars(buf, len);
    return new String(buf, true);
}

1）如果拼接的字元串的長度為 0，那麼傳回拼接前的字元串。

2）将原字元串的字元數組 value 複制到變量 buf 數組中。

3）把拼接的字元串 str 複制到字元數組 buf 中，并傳回新的字元串對象。

和 + 号操作符相比，

concat()

方法在遇到字元串為 null 的時候，會抛出

NullPointerException

，而“+”号操作符會把 null 當做是“null”字元串來處理。

如果拼接的字元串是一個空字元串（""），那麼 concat 的效率要更高一點,
畢竟不需要 new StringBuilder 對象。

如果拼接的字元串非常多，concat() 的效率就會下降，
因為建立的字元串對象越來越多。

String 類有一個靜态方法 join()

String chenmo = "沉默";
String wanger = "王二";
String cmower = String.join("", chenmo, wanger);
System.out.println(cmower);

第一個參數為字元串連接配接符

輸出結果為：

王二-太特麼-有趣了

。

來看一下 join 方法的源碼：

public static String join(CharSequence delimiter, CharSequence... elements) {
    Objects.requireNonNull(delimiter);
    Objects.requireNonNull(elements);
    // Number of elements not likely worth Arrays.stream overhead.
    StringJoiner joiner = new StringJoiner(delimiter);
    for (CharSequence cs: elements) {
        joiner.add(cs);
    }
    return joiner.toString();
}

裡面建立了一個叫

StringJoiner

的對象，然後通過 for-each 循環把可變參數添加了進來，最後調用 toString() 方法傳回 String。

org.apache.commons.lang3.StringUtils的join() 方法

實際的工作中，

org.apache.commons.lang3.StringUtils

的

join()

方法也經常用來進行字元串拼接。

String chenmo = "沉默";
String wanger = "王二";
StringUtils.join(chenmo, wanger);

該方法不用擔心 NullPointerException。

StringUtils.join(null)            = null
StringUtils.join([])              = ""
StringUtils.join([null])          = ""
StringUtils.join(["a", "b", "c"]) = "abc"
StringUtils.join([null, "", "a"]) = "a"

來看一下源碼：

public static String join(final Object[] array, String separator, final int startIndex, final int endIndex) {
    if (array == null) {
        return null;
    }
    if (separator == null) {
        separator = EMPTY;
    }

    final StringBuilder buf = new StringBuilder(noOfItems * 16);

    for (int i = startIndex; i < endIndex; i++) {
        if (i > startIndex) {
            buf.append(separator);
        }
        if (array[i] != null) {
            buf.append(array[i]);
        }
    }
    return buf.toString();
}

内部使用的仍然是

StringBuilder

。

Java如何拼接字元串StringBuilder 的 append() 方法String 類的 concat() 方法String 類有一個靜态方法 join()org.apache.commons.lang3.StringUtils的join() 方法

StringBuilder 的 append() 方法

String 類的 concat() 方法

String 類有一個靜态方法 join()

org.apache.commons.lang3.StringUtils的join() 方法

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