String StringBuilder StringBuffer區(qū)別以及源碼分析
1. String/StringBuilder/StringBuffer 區(qū)別
1.1 String
String 對(duì)象一旦創(chuàng)建之后就是不可變的，不可變的！
問(wèn)題：既然String 對(duì)象是不可變的，那么其包含的常用修改值的方法是如何實(shí)現(xiàn)的呢？
Demo
substring(int,int) 字符串截取 split(String,int) 字符串分割 toLowerCase() 字符串所有字母小寫 ...
其實(shí)，這些方法底層都是通過(guò)重新創(chuàng)建一個(gè)String 對(duì)象來(lái)接收變動(dòng)后的字符串，而最初的 String 對(duì)象并未發(fā)生改動(dòng)！
注意點(diǎn)(重要)
我們經(jīng)常使用 String 字符串進(jìn)行 + 或者 += 操作，來(lái)改變字符串的值，這種情況比較特殊！
首先在JAVA中+ 和 += 是僅有的兩個(gè)重載過(guò)的操作符，在進(jìn)行字符串相加時(shí)候其String 對(duì)象并未發(fā)生改變，而是值發(fā)生改變了！
案例1：
String str = "Hello" + "Wrold";
使用javap 命令對(duì)其進(jìn)行反編譯后得到如下代碼：
str = new StringBuilder("Hello").append("Wrold").toString();
結(jié)論：從上面案例得出，String 字符串+ 的操作，底層其實(shí)是通過(guò) StringBuilder 執(zhí)行的！
從效率角度觸發(fā)，在大部分情況下，使用 + 連接字符串并不會(huì)造成效率上的損失，而且還可以提高程序的易讀性和簡(jiǎn)潔度!
案例2：
String str = "0";
String append = "1";
for(int i = 0; i < 10000; i++){// 結(jié)果為：str = 011111.......(很多1)
str += append;
}
這種情況下，如果反編譯的話，得到的是如下代碼：
...
for(int i = 0; i < 10000; i++){// 結(jié)果為：str = 011111.......(很多1)
str = (new StringBuilder()).append(str).append(append).toString();
}
這種情況下，由于大量 StringBuilder 創(chuàng)建在堆內(nèi)存中，肯定會(huì)造成效率的損失，所以在這種情況下建議在循環(huán)體外創(chuàng)建一個(gè) StringBuilder 對(duì)象調(diào)用 append() 方法手動(dòng)拼接!
案例3：
除了上面兩種情況，我們?cè)賮?lái)分析一種特殊情況，即：
當(dāng)+ 兩端均為字符串常量（此時(shí)指的是"xxx" 而不是final修飾的String對(duì)象）時(shí)，在編譯過(guò)后會(huì)直接拼接好，例如：
System.out.println("Hello" + "World");
反編譯后變?yōu)椋?/p>
System.out.println("HelloWorld");
這樣的情況下通過(guò)+拼接字符串效率是最佳的！
1.2 StringBuilder
StringBulider 是一個(gè)可變的字符串類！可以把它看作是一個(gè)容器。
StringBuilder 可以通過(guò) toString()方法轉(zhuǎn)換成 String
String 可以通過(guò) StringBuilder 的構(gòu)造方法，轉(zhuǎn)換成 StringBuilder
eg：
String string = new StringBuffer().toString(); StringBulider stringBuilder = new StringBulider(new String());
StringBuilder 拼接字符串的效率較高，但是它不是線程安全的！
1.3 StringBuffer
StringBuffer 同樣是一個(gè)可變的字符串類！也可以被看作是一個(gè)容器。
- StringBuffer 可以通過(guò)
toString()方法轉(zhuǎn)換成 String - String 可以通過(guò) StringBuffer 的構(gòu)造方法，轉(zhuǎn)換成 StringBuffer
eg:
String string = new StringBuffer().toString(); StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer(new String());
Stringbuffer拼接字符串的效率相對(duì)于 StringBuilder 較低，但是它是線程安全的！
2. String/StringBuilder/StringBuffer 源碼
2.1 String 源碼分析
2.1.1 String 類
public final class String
implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
...
}
- 首先從代碼可以看出，String 類被final 關(guān)鍵字修飾，該類不能被繼承！
- String 還實(shí)現(xiàn)了
Serializable ，Comparable<String>, CharSequence等接口，能夠被序列化，支持字符串判等比較，且是 一個(gè) char 值的可讀序列 - Comparable 接口有
compareTo(String s)方法，CharSequence 接口有length()，charAt(int index)，subSequence(int start,int end)方法。
2.1.2 String 類的屬性
// 不可變的char數(shù)組用來(lái)存放字符串，說(shuō)明其是不可變量. private final char value[]; // int型的變量hash用來(lái)存放計(jì)算后的哈希值. private int hash; // 默認(rèn)為0 // 序列化版本號(hào) private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L;
2.1.3 String 類的構(gòu)造函數(shù)
// 不含參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，一般沒(méi)什么用，因?yàn)?value 是不可變量
public String() {
this.value = "".value;// ""，注意不是null
//this.value = new char[0]; jdk1.8之前的寫法
}
// 參數(shù)為String類型的構(gòu)造函數(shù)
public String(String original) {
this.value = original.value;
this.hash = original.hash;
}
// 參數(shù)為char數(shù)組，使用java.utils包中的Arrays類復(fù)制
public String(char value[]) {
this.value = Arrays.copyOf(value, value.length);
}
// 調(diào)用public String(byte bytes[], int offset, int length, String charsetName)構(gòu)造函數(shù)
public String(byte bytes[], String charsetName)
throws UnsupportedEncodingException {
this(bytes, 0, bytes.length, charsetName);
}
public String(byte bytes[], int offset, int length, String charsetName)
throws UnsupportedEncodingException {
if (charsetName == null)
throw new NullPointerException("charsetName");
checkBounds(bytes, offset, length);
this.value = StringCoding.decode(charsetName, bytes, offset, length);
}
還有其他的構(gòu)造方法，可以自己點(diǎn)入String 詳細(xì)閱讀...
2.1.4 String 類的常用方法
簡(jiǎn)單方法
// 字符串長(zhǎng)度
public int length() {
return value.length;
}
// 字符串是否為空
public boolean isEmpty() {
return value.length == 0;
}
// 根據(jù)下標(biāo)獲取字符數(shù)組對(duì)應(yīng)位置的字符
public char charAt(int index) {
if ((index < 0) || (index >= value.length)) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);
}
return value[index];
}
// 得到字節(jié)數(shù)組
public byte[] getBytes() {
return StringCoding.encode(value, 0, value.length);
}
重點(diǎn)方法
equals(Object anObject)
// 兩個(gè)對(duì)象之間判等
public boolean equals(Object anObject) {
// 如果引用的是同一個(gè)對(duì)象，返回true
if (this == anObject) {
return true;
}
// 如果不是String類型的數(shù)據(jù)，返回false
if (anObject instanceof String) {
String anotherString = (String)anObject;
int n = value.length;
// 如果char數(shù)組長(zhǎng)度不相等，返回false
if (n == anotherString.value.length) {
char v1[] = value;
char v2[] = anotherString.value;
int i = 0;
// 從后往前單個(gè)字符判斷，如果有不相等，返回false
while (n-- != 0) {
if (v1[i] != v2[i])
return false;
i++;
}
return true;
}
}
return false;
}
該方法判等規(guī)則：
如果二者內(nèi)存地址相同，則為true
如果對(duì)象類型不是String 類型，則為false，如果是就繼續(xù)進(jìn)行判等
如果對(duì)象字符長(zhǎng)度不相等，則為false，如果相等就繼續(xù)進(jìn)行判等
從后往前，判斷 String 類中char 數(shù)組 value 的單個(gè)字符是否相等，有不相等則為false。如果一直相等直到第一個(gè)數(shù)，則返回true
結(jié)論：根據(jù)判等規(guī)則得出，如果兩個(gè)超長(zhǎng)的字符串進(jìn)行比較，是非常費(fèi)時(shí)間的！
hashCode()
// 返回此字符串的哈希碼
public int hashCode() {
int h = hash;
// 如果hash沒(méi)有被計(jì)算過(guò)，并且字符串不為空，則進(jìn)行hashCode計(jì)算
if (h == 0 && value.length > 0) {
char val[] = value;
//計(jì)算過(guò)程
//val[0]*31^(n-1) + val[1]*31^(n-2) + ... + val[n-1]
for (int i = 0; i < value.length; i++) {
h = 31 * h + val[i];
}
hash = h;
}
return h;
}
String 類重寫了hashCode方法，Object中的hashCode方法是一個(gè)Native調(diào)用。String類的hash采用多項(xiàng)式計(jì)算得來(lái)，我們完全可以通過(guò)不相同的字符串得出同樣的hash，所以兩個(gè)String對(duì)象的hashCode相同，并不代表兩個(gè)String是一樣的。
那么計(jì)算hash值的時(shí)候?yàn)槭裁匆褂?1 作為基數(shù)呢？
先要明白為什么需要HashCode.每個(gè)對(duì)象根據(jù)值計(jì)算HashCode，這個(gè)code大小雖然不奢求必須唯一（因?yàn)檫@樣通常計(jì)算會(huì)非常慢），但是要盡可能的不要重復(fù)，因此基數(shù)要盡量的大。另外，31N可以被編譯器優(yōu)化為左移5位后減1即31N = (N<<5)-1，有較高的性能。使用31的原因可能是為了更好的分配hash地址，并且31只占用5bits！
結(jié)論：
- 基數(shù)要用質(zhì)數(shù)：質(zhì)數(shù)的特性（只有1和自己是因子）能夠使得它和其他數(shù)相乘后得到的結(jié)果比其他方式更容易產(chǎn)成唯一性，也就是Hash Code值的沖突概率最小。
- 選擇31是觀測(cè)哈希值分布結(jié)果后的一個(gè)選擇，不清楚原因，但的確有利（更分散，減少?zèng)_突）。
compareTo(String anotherString)
// 按字典順序比較兩個(gè)字符串,比較是基于字符串中每個(gè)字符的Unicode值
public int compareTo(String anotherString) {
// 自身對(duì)象字符串長(zhǎng)度len1
int len1 = value.length;
// 被比較對(duì)象字符串長(zhǎng)度len2
int len2 = anotherString.value.length;
// 取兩個(gè)字符串長(zhǎng)度的最小值lim
int lim = Math.min(len1, len2);
char v1[] = value;
char v2[] = anotherString.value;
int k = 0;
// 從value的第一個(gè)字符開(kāi)始到最小長(zhǎng)度lim處為止，如果字符不相等，返回自身（對(duì)象不相等處字符-被比較對(duì)象不相等字符）
while (k < lim) {
char c1 = v1[k];
char c2 = v2[k];
if (c1 != c2) {
return c1 - c2;
}
k++;
}
// 如果前面都相等，則返回（自身長(zhǎng)度-被比較對(duì)象長(zhǎng)度）
return len1 - len2;
}
這個(gè)方法寫的很巧妙，先從0開(kāi)始判斷字符大小。如果兩個(gè)對(duì)象能比較字符的地方比較完了還相等，就直接返回自身長(zhǎng)度減被比較對(duì)象長(zhǎng)度，如果兩個(gè)字符串長(zhǎng)度相等，則返回的是0，巧妙地判斷了三種情況。
startsWith(String prefix,int toffset)
// 判斷此字符串的子字符串是否從指定的索引開(kāi)始，并以指定的前綴開(kāi)頭
public boolean startsWith(String prefix, int toffset) {
char ta[] = value;
int to = toffset;
char pa[] = prefix.value;
int po = 0;
int pc = prefix.value.length;
// Note: toffset might be near -1>>>1.
// 如果起始地址小于0或者（起始地址+所比較對(duì)象長(zhǎng)度）大于自身對(duì)象長(zhǎng)度，返回false
if ((toffset < 0) || (toffset > value.length - pc)) {
return false;
}
// 從所比較對(duì)象的末尾開(kāi)始比較
while (--pc >= 0) {
if (ta[to++] != pa[po++]) {
return false;
}
}
return true;
}
// startsWith重載方法1
public boolean startsWith(String prefix) {
return startsWith(prefix, 0);
}
// startsWith重載方法2
public boolean endsWith(String suffix) {
return startsWith(suffix, value.length - suffix.value.length);
}
起始比較和末尾比較都是比較經(jīng)常用得到的方法，例如在判斷一個(gè)字符串是不是http協(xié)議的，或者初步判斷一個(gè)文件是不是mp3文件，都可以采用這個(gè)方法進(jìn)行比較。
concat(String str)
// 將指定的字符串連接到該字符串的末尾
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);
// 注意：這里是新new一個(gè)String對(duì)象返回，而并非原來(lái)的String對(duì)象
return new String(buf, true);
}
// 位于 java.util.Arrays 類中
public static char[] copyOf(char[] original, int newLength) {
char[] copy = new char[newLength];
// 調(diào)用底層c++
System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
Math.min(original.length, newLength));
return copy;
}
replace(char oldChar, char newChar)
// 返回一個(gè)字符串，該字符串是通過(guò)用 newChar 替換該字符串中所有出現(xiàn)的 oldChar 而產(chǎn)生的
public String replace(char oldChar, char newChar) {
// 新舊值先對(duì)比
if (oldChar != newChar) {
int len = value.length;
int i = -1;
char[] val = value; /* avoid getfield opcode */
// 找到舊值最開(kāi)始出現(xiàn)的位置
while (++i < len) {
if (val[i] == oldChar) {
break;
}
}
// 從那個(gè)位置開(kāi)始，直到末尾，用新值代替出現(xiàn)的舊值
if (i < len) {
char buf[] = new char[len];
for (int j = 0; j < i; j++) {
buf[j] = val[j];
}
while (i < len) {
char c = val[i];
buf[i] = (c == oldChar) ? newChar : c;
i++;
}
// 注意：這里是新new一個(gè)String對(duì)象返回，而并非原來(lái)的String對(duì)象
return new String(buf, true);
}
}
return this;
}
trim()
// 返回值是此字符串的字符串，其中已刪除所有前導(dǎo)和尾隨的空格
public String trim() {
int len = value.length;
int st = 0;
char[] val = value; /* avoid getfield opcode */
// 找到字符串前段沒(méi)有空格的位置
while ((st < len) && (val[st] <= ' ')) {
st++;
}
// 找到字符串末尾沒(méi)有空格的位置
while ((st < len) && (val[len - 1] <= ' ')) {
len--;
}
// 如果前后都沒(méi)有出現(xiàn)空格，返回字符串本身
return ((st > 0) || (len < value.length)) ? substring(st, len) : this;
}
案例分析
public static void main(String[] args) {
String a = "a"+"b"+1;
String b = "ab1";
// ab1 是放在常量池（constant pool）中的
// 所以，雖然a,b都等于 ab1，但是內(nèi)存中只有一份副本，所以 == 的結(jié)果為true
System.out.println("a的哈希值: " + a.hashCode());
System.out.println("b的哈希值: " +b.hashCode());
System.out.println("a的地址: " +System.identityHashCode(a));
System.out.println("b的地址: " +System.identityHashCode(b));
System.out.println(a == b);
System.out.println("---------------------------------------------------
String a1 = new String("ab1");
String b1 = "ab1";
// new 方法決定了String "ab1" 被創(chuàng)建放在了內(nèi)存heap區(qū)（堆上），被a1所指向
// b1 位于常量池 因此 == 返回了false
System.out.println("a1的哈希值: " + a1.hashCode());
System.out.println("b1的哈希值: " +b1.hashCode());
System.out.println("a1的地址: " +System.identityHashCode(a1));
System.out.println("b1的地址: " +System.identityHashCode(b1));
System.out.println(a1 == b1);
}
輸出結(jié)果：
2.2 StringBuilder 源碼分析
2.2.1 StringBuilder 類
public final class StringBuilder
extends AbstractStringBuilder
implements java.io.Serializable, CharSequence
{
...
}
首先 StringBuilder 同 String 一樣 被 final 關(guān)鍵字修飾該類不能被繼承！
從繼承體系可以看出， StringBuilder 繼承了AbstractStringBuilder類，該類中包含了可變字符串的相關(guān)操作方法：append()、insert()、delete()、replace()、charAt()等等。**StringBuffer 和 StringBuilder ** 均繼承該類！
比如在 StringBuilder 中的 append(String str) 方法（后文還會(huì)講到）：
// java.lang.StringBuilder 類中
@Override
public StringBuilder append(String str) {
// 調(diào)用父類 AbstractStringBuilder 的append(String str) 方法
super.append(str);
return this;
}
// java.lang.AbstractStringBuilder 類中（有興趣可以自己點(diǎn)進(jìn)去閱讀該類的源碼，還是很有收獲的，這里只作簡(jiǎn)述?。?
public AbstractStringBuilder append(String str) {
if (str == null)
return appendNull();
int len = str.length();
// 其成員屬性value[]數(shù)組擴(kuò)容，類似于ArrayList 的擴(kuò)容
// 擴(kuò)容算法：int newCapacity = (value.length << 1) + 2;
// 注意容量有上限：MAX_ARRAY_SIZE
ensureCapacityInternal(count + len);
str.getChars(0, len, value, count);
count += len;
return this;
}
StringBuilder 還實(shí)現(xiàn)了Serializable 接口 和 CharSequence 接口，說(shuō)明該類的對(duì)象可以被序列化，并附帶了對(duì)字符序列進(jìn)行只讀訪問(wèn)的方法，比如：length()、charAt()、subSequence()、toString()方法等。
2.2.2 StringBuilder 類的屬性
/** * 用于字符存儲(chǔ)的char數(shù)組，value是一個(gè)動(dòng)態(tài)的數(shù)組，當(dāng)存儲(chǔ)容量不足時(shí)，會(huì)對(duì)它進(jìn)行擴(kuò)容. */ char[] value; /** * 表示value數(shù)組中已存儲(chǔ)的字符數(shù). */ int count;
關(guān)鍵點(diǎn)
該數(shù)組和 Sting 中的value數(shù)組不同，其未被 final 關(guān)鍵字修飾，其值是可以被修改的！
這兩個(gè)成員屬性并不位于java.lang.StringBuilder 中，而位于其父類 java.lang.AbstractStringBuilder 中，同樣的StringBuffer 中的這兩個(gè)屬性也是位于該父類中！
2.2.3 StringBuilder 類中的構(gòu)造方法
StringBuilder類提供了4個(gè)構(gòu)造方法。構(gòu)造方法主要完成了對(duì)value數(shù)組的初始化。
// 位于父類StringBuilder 中
// 空參StringBuilder 默認(rèn)char數(shù)組容量為16
public StringBuilder() {
super(16);
}
// 由參數(shù)傳入容量，構(gòu)建StingBuilder
public StringBuilder(int capacity) {
super(capacity);
}
// 根據(jù)字符串參數(shù)的長(zhǎng)度，構(gòu)建容量為 16 + 字符串長(zhǎng)度的StringBuilder
public StringBuilder(String str) {
super(str.length() + 16);
// 調(diào)用父類append 方法添加字符串str
append(str);
}
// 接收一個(gè)CharSequence對(duì)象作為參數(shù)，設(shè)置了value數(shù)組的初始容量為CharSequence對(duì)象的長(zhǎng)度+16
// 并把CharSequence對(duì)象中的字符添加到value數(shù)組中
public StringBuilder(CharSequence seq) {
this(seq.length() + 16);
// 調(diào)用父類append 方法添加字符串seq
append(seq);
}
// 位于父類AbstractStringBuilder中
// 創(chuàng)建指定容量的AbstractStringBuilder
AbstractStringBuilder(int capacity) {
value = new char[capacity];
}
總結(jié)
其實(shí)String 、StingBuilder 、StirngBuffer 也類似于容器，因?yàn)槠涞讓泳诰S護(hù)一個(gè) char 類型的數(shù)組！
2.2.4 StringBuilder 類中的方法 append(Object obj)方法
append 方法的重載方法參數(shù)有多種，比如String int 等等，原理類似，這里只舉String 和 Boolean 為例子：
// 位于父類StringBuilder 中
@Override
public StringBuilder append(Object obj) {
return append(String.valueOf(obj));
}
// 位于父類StringBuilder 中
@Override
public StringBuilder append(String str) {
super.append(str);
return this;
}
// 位于父類StringBuilder 中
@Override
public StringBuilder append(boolean b) {
super.append(b);
return this;
}
...
// 位于父類AbstractStringBuilder中
// 添加String 類型
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;
}
// 位于父類AbstractStringBuilder中
// 添加Boolean 類型
public AbstractStringBuilder append(boolean b) {
if (b) {
ensureCapacityInternal(count + 4);
value[count++] = 't';
value[count++] = 'r';
value[count++] = 'u';
value[count++] = 'e';
} else {
ensureCapacityInternal(count + 5);
value[count++] = 'f';
value[count++] = 'a';
value[count++] = 'l';
value[count++] = 's';
value[count++] = 'e';
}
return this;
}
append()方法將指定參數(shù)類型的字符串表示形式追加到字符序列的末尾。
StringBuilder 類提供了一系列的append()方法，它可以接受boolean、char、char[]、CharSequence、double、float、int、long、Object、String、StringBuffer這些類型的參數(shù)。
這些方法最終都調(diào)用了父類AbstractStringBuilder類中對(duì)應(yīng)的方法。最后，append()方法返回了StringBuilder對(duì)象自身，以便用戶可以鏈?zhǔn)秸{(diào)用StringBuilder類中的方法。
AbstractStringBuilder類的各個(gè)append()方法大同小異。append()方法在追加字符到value數(shù)組中之前都會(huì)調(diào)用ensureCapacityInternal()方法來(lái)確保value數(shù)組有足夠的容量，然后才把字符追加到value數(shù)組中。
// 位于父類AbstractStringBuilder中
// 判斷value數(shù)組的容量是否足夠，如果不夠，那么調(diào)用newCapacity 方法進(jìn)行擴(kuò)容
private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {
// overflow-conscious code
if (minimumCapacity - value.length > 0) {
value = Arrays.copyOf(value,
newCapacity(minimumCapacity));
}
}
// 位于父類AbstractStringBuilder中
// 返回新數(shù)組容量
private int newCapacity(int minCapacity) {
// 將數(shù)組容量擴(kuò)大到原數(shù)組容量的2倍+2
int newCapacity = (value.length << 1) + 2;
if (newCapacity - minCapacity < 0) {
newCapacity = minCapacity;
}
return (newCapacity <= 0 || MAX_ARRAY_SIZE - newCapacity < 0)
? hugeCapacity(minCapacity)
: newCapacity;
}
// 位于父類AbstractStringBuilder中
// 數(shù)組最大容量
private int hugeCapacity(int minCapacity) {
if (Integer.MAX_VALUE - minCapacity < 0) { // overflow
throw new OutOfMemoryError();
}
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE)
? minCapacity : MAX_ARRAY_SIZE;
}
ensureCapacityInternal()方法判斷value數(shù)組的容量是否足夠，如果不夠，那么調(diào)用newCapacity()方法進(jìn)行擴(kuò)容。
newCapacity()方法默認(rèn)情況下將數(shù)組容量擴(kuò)大到原數(shù)組容量的2倍+2。數(shù)組的容量最大只能擴(kuò)容到Integer.MAX_VALUE。
最后，調(diào)用Arrays類的copyOf()靜態(tài)方法來(lái)創(chuàng)建一個(gè)新數(shù)組和拷貝原數(shù)據(jù)到新數(shù)組，并將value指向新數(shù)組。
delete()方法
// 位于父類StringBuilder 中
@Override
public StringBuilder delete(int start, int end) {
super.delete(start, end);
return this;
}
// 位于父類AbstractStringBuilder中
public AbstractStringBuilder delete(int start, int end) {
if (start < 0)
throw new StringIndexOutOfBoundsException(start);
if (end > count)
end = count;
if (start > end)
throw new StringIndexOutOfBoundsException();
int len = end - start;
if (len > 0) {
System.arraycopy(value, start+len, value, start, count-end);
count -= len;
}
return this;
}
delete()方法刪除指定位置的字符。刪除的字符從指定的start位置開(kāi)始，直到end-1位置。delete()方法也調(diào)用了父類AbstractStringBuilder類中對(duì)應(yīng)的方法。
delete()方法首先檢查參數(shù)的合法性。當(dāng)end大于value數(shù)組中已存儲(chǔ)的字符數(shù)count時(shí)，end取count值。最后，當(dāng)需要?jiǎng)h除的字符數(shù)大于1的時(shí)候，調(diào)用System類的arraycopy()靜態(tài)方法進(jìn)行數(shù)組拷貝完成刪除字符的操作，并更新count的值。
replace()方法
// 位于父類StringBuilder 中
@Override
public StringBuilder replace(int start, int end, String str) {
super.replace(start, end, str);
return this;
}
// 位于父類AbstractStringBuilder中
public AbstractStringBuilder replace(int start, int end, String str) {
if (start < 0)
throw new StringIndexOutOfBoundsException(start);
if (start > count)
throw new StringIndexOutOfBoundsException("start > length()");
if (start > end)
throw new StringIndexOutOfBoundsException("start > end");
if (end > count)
end = count;
int len = str.length();
int newCount = count + len - (end - start);
ensureCapacityInternal(newCount);
System.arraycopy(value, end, value, start + len, count - end);
str.getChars(value, start);
count = newCount;
return this;
}
// 位于java.lang.String 中
void getChars(char dst[], int dstBegin) {
System.arraycopy(value, 0, dst, dstBegin, value.length);
}
replace()方法將指定位置的字符替換成指定字符串中的字符。替換的字符從指定的start位置開(kāi)始，直到end-1位置。
replace()方法也調(diào)用了父類AbstractStringBuilder類中對(duì)應(yīng)的方法。
replace()方法首先檢查參數(shù)的合法性。當(dāng)end大于value數(shù)組中已存儲(chǔ)的字符數(shù)count時(shí)，end取count值。然后調(diào)用ensureCapacityInternal()方法確保value數(shù)組有足夠的容量。接著調(diào)用System類的arraycopy()靜態(tài)方法進(jìn)行數(shù)組拷貝，主要的作用是從start位置開(kāi)始空出替換的字符串長(zhǎng)度len大小的位置。最后，調(diào)用String類的getChars()方法將替換的字符串中的字符拷貝到value數(shù)組中。這樣就完成了替換字符的操作。
toString()方法
@Override
public String toString() {
// Create a copy, don't share the array
return new String(value, 0, count);
}
toString()方法返回一個(gè)表示該字符序列的字符串，將SrpingBuilder 轉(zhuǎn)換成了 String 類型。
總結(jié)
StringBuilder類使用了一個(gè)char數(shù)組來(lái)存儲(chǔ)字符。該數(shù)組是一個(gè)動(dòng)態(tài)的數(shù)組，當(dāng)存儲(chǔ)容量不足時(shí)，會(huì)對(duì)它進(jìn)行擴(kuò)容。
StringBuilder對(duì)象是一個(gè)可變的字符序列。
StringBuilder類是非線程安全的。
2.3 StringBuffer 源碼分析
2.3.1 StringBuffer 類
public final class StringBuffer
extends AbstractStringBuilder
implements java.io.Serializable, CharSequence
{
...
}
從繼承體系中得出，StingBuffer 和 StringBuilder 繼承了相同父類，實(shí)現(xiàn)了相同的接口，且都被 final 關(guān)鍵字修飾不可被繼承，所以不再重復(fù)贅述！
2.3.2 StringBuffer 類的屬性
/** * 用于字符存儲(chǔ)的char數(shù)組，value是一個(gè)動(dòng)態(tài)的數(shù)組，當(dāng)存儲(chǔ)容量不足時(shí)，會(huì)對(duì)它進(jìn)行擴(kuò)容. */ char[] value; /** * 表示value數(shù)組中已存儲(chǔ)的字符數(shù). */ int count;
StringBuffer 和 StringBuilder 以及 String 一樣本質(zhì)上都維護(hù)了一個(gè)字符數(shù)組！且，StringBuffer 和 StringBuilder 的字符數(shù)組沒(méi)有 final 修飾可以被重新賦值，而String 中的字符數(shù)組加了final 不可變(常量)！
2.3.3 StringBuffer 類的構(gòu)造函數(shù)
public StringBuffer() {
super(16);
}
public StringBuffer(int capacity) {
super(capacity);
}
public StringBuffer(String str) {
super(str.length() + 16);
append(str);
}
...
在構(gòu)造函數(shù)上 StringBuffer 和 StringBuilder 沒(méi)區(qū)別，不再重復(fù)贅述！
2.3.4 StringBuffer 的方法
StringBuffer的主要操作有append、insert等，這些操作都是在value上進(jìn)行的，而不是像String一樣每次操作都要new一個(gè)新的String對(duì)象，因此，StringBuffer在效率上要高于String。有了append、insert等操作，value的大小就會(huì)改變，那么StringBuffer是如何操作容量的改變的呢？
StringBuffer 的擴(kuò)容
StringBuffer有個(gè)繼承自AbstractStringBuilder類的ensureCapacity的方法：
// 位于StringBuffer 中
@Override
public synchronized void ensureCapacity(int minimumCapacity) {
super.ensureCapacity(minimumCapacity);
}
// 位于父類中
public void ensureCapacity(int minimumCapacity) {
if (minimumCapacity > 0)
ensureCapacityInternal(minimumCapacity);
}
StringBuffer對(duì)其進(jìn)行了重寫，直接調(diào)用父類的expandCapacity方法。這個(gè)方法用來(lái)保證value的長(zhǎng)度大于給定的參數(shù)minimumCapacity，在父類的ensureCapacityInternal方法中這樣操作：
private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {
// overflow-conscious code
if (minimumCapacity - value.length > 0) {
value = Arrays.copyOf(value,
newCapacity(minimumCapacity));
}
}
private int newCapacity(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int newCapacity = (value.length << 1) + 2;
if (newCapacity - minCapacity < 0) {
newCapacity = minCapacity;
}
return (newCapacity <= 0 || MAX_ARRAY_SIZE - newCapacity < 0)
? hugeCapacity(minCapacity)
: newCapacity;
}
最后得到的新value數(shù)組大小是max(value.length*2+2,minimumCapacity)，上面代碼中的第二個(gè)判斷是為了防止newCapacity溢出。
setLength方法
該方法用于直接設(shè)置字符數(shù)組元素的count數(shù)量：
// 位于StringBuffer 中
@Override
public synchronized void setLength(int newLength) {
toStringCache = null;
super.setLength(newLength);
}
// 為于父類中
public void setLength(int newLength) {
if (newLength < 0)
throw new StringIndexOutOfBoundsException(newLength)
ensureCapacityInternal(newLength);
if (count < newLength) {
Arrays.fill(value, count, newLength, '\0');
}
count = newLength;
}
從代碼中可以看出，如果newLength大于count，那么就會(huì)在后面添加'\0'補(bǔ)充；如果小于count，就直接使count = newLength。
appen/insert 方法
StringBuffer中的每一個(gè)append和insert函數(shù)都會(huì)調(diào)用父類的函數(shù)：
@Override
public synchronized StringBuffer append(Object obj) {
toStringCache = null;
super.append(String.valueOf(obj));
return this;
}
@Override
public synchronized StringBuffer insert(int index, char[] str, int offset, int len) {
toStringCache = null;
super.insert(index, str, offset, len);
return this;
}
而在父類中，這些函數(shù)都會(huì)首先保證value的大小夠存儲(chǔ)要添加的內(nèi)容：
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;
}
public AbstractStringBuilder insert(int index, char[] str, int offset, int len){
if ((index < 0) || (index > length()))
throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);
if ((offset < 0) || (len < 0) || (offset > str.length - len))
throw new StringIndexOutOfBoundsException(
"offset " + offset + ", len " + len + ", str.length "
+ str.length);
ensureCapacityInternal(count + len);
System.arraycopy(value, index, value, index + len, count - index);
System.arraycopy(str, offset, value, index, len);
count += len;
return this;
}
父類中通過(guò)ensureCapacityInternal的函數(shù)保證大小，函數(shù)如下：
private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {
// overflow-conscious code
if (minimumCapacity - value.length > 0)
expandCapacity(minimumCapacity);
}
如果空間不夠，最終也是調(diào)用expandCapacity方法。這樣就保證了隨著操作value的空間夠用。
toString 方法
StringBuffer可以通過(guò)toString方法轉(zhuǎn)換為String，它有一個(gè)私有的字段toStringCache!
這個(gè)字段表示是一個(gè)緩存，用來(lái)保存上一次調(diào)用toString的結(jié)果，如果value的字符串序列發(fā)生改變，就會(huì)將它清空
首先判斷toStringCache是否為null，如果是，則先將value復(fù)制到緩存里，然后使用toStringCache 為參數(shù)，去new 一個(gè) String 對(duì)象并返回！
總結(jié)
可以看出，StringBuffer 和 StringBuilder 在添加append()方法上的區(qū)別是，前者加上了synchronized 鎖，因此其是線程安全的，后者是非線程安全的！
而判斷是否擴(kuò)容以及擴(kuò)容方式，StringBuffer 和 StringBuilder 二者沒(méi)什么區(qū)別！
總結(jié)
本篇文章的內(nèi)容就到這了，希望大家可以喜歡，也希望大家可以多多關(guān)注腳本之家的其他精彩內(nèi)容！
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