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Java 字串拼接 五種方法的效能比較分析

> 字串拼接一般使用“+”,但是“+”不能滿足大批量資料的處理,Java中有以下五種方法處理字串拼接,各有優缺點,程式開發應選擇合適的方法實現。

1. 加號 “+”

2. String contact() 方法

3. StringUtils.join() 方法

4. StringBuffer append() 方法

5. StringBuilder append() 方法

ps:org.apache.commons.lang.StringUtils類是用於操作Java.lang.String類的

> 字串拼接一般使用“+”,但是“+”不能滿足大批量資料的處理,Java中有以下五種方法處理字串拼接,各有優缺點,程式開發應選擇合適的方法實現。

1. 方法1 加號 “+” 拼接 和 方法2 String contact() 方法 適用於小資料量的操作,程式碼簡潔方便,加號“+” 更符合我們的編碼和閱讀習慣;

2. 方法3 StringUtils.join() 方法 適用於將ArrayList轉換成字串,就算90萬條資料也只需68ms,可以省掉迴圈讀取ArrayList的程式碼;

3. 方法4 StringBuffer append() 方法 和 方法5 StringBuilder append() 方法 其實他們的本質是一樣的,都是繼承自AbstractStringBuilder,效率最高,大批量的資料處理最好選擇這兩種方法。

4. 方法1 加號 “+” 拼接 和 方法2 String contact() 方法 的時間和空間成本都很高(分析在本文末尾),不能用來做批量資料的處理。

>然後就是最關心的使用方法了
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

import org.apache.commons.lang3.StringUtils;

public class TestString {

    private static final int max = 100;

    public void testPlus() {
        System.out.println(">>> testPlus() <<<");

        String str = "";

        
long start = System.currentTimeMillis(); for (int i = 0; i < max; i++) { str = str + "a"; } long end = System.currentTimeMillis(); long cost = end - start; System.out.println(" {str + \"a\"} cost=" + cost + " ms"); } public void testConcat() { System.out.println(">>> testConcat() <<<"); String str = ""; long start = System.currentTimeMillis(); for (int i = 0; i < max; i++) { str = str.concat("a"); } long end = System.currentTimeMillis(); long cost = end - start; System.out.println(" {str.concat(\"a\")} cost=" + cost + " ms"); } public void testJoin() { System.out.println(">>> testJoin() <<<"); long start = System.currentTimeMillis(); List<String> list = new ArrayList<String>(); for (int i = 0; i < max; i++) { list.add("a"); } long end1 = System.currentTimeMillis(); long cost1 = end1 - start; StringUtils.join(list, ""); long end = System.currentTimeMillis(); long cost = end - end1; System.out.println(" {list.add(\"a\")} cost1=" + cost1 + " ms"); System.out.println(" {StringUtils.join(list, \"\")} cost=" + cost + " ms"); } public void testStringBuffer() { System.out.println(">>> testStringBuffer() <<<"); long start = System.currentTimeMillis(); StringBuffer strBuffer = new StringBuffer(); for (int i = 0; i < max; i++) { strBuffer.append("a"); } strBuffer.toString(); long end = System.currentTimeMillis(); long cost = end - start; System.out.println(" {strBuffer.append(\"a\")} cost=" + cost + " ms"); } public void testStringBuilder() { System.out.println(">>> testStringBuilder() <<<"); long start = System.currentTimeMillis(); StringBuilder strBuilder = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < max; i++) { strBuilder.append("a"); } strBuilder.toString(); long end = System.currentTimeMillis(); long cost = end - start; System.out .println(" {strBuilder.append(\"a\")} cost=" + cost + " ms"); } }
> 檢視原始碼,以及簡單分析

String contact 和 StringBuffer,StringBuilder 的原始碼都可以在Java庫裡找到,有空可以研究研究。

1. 其實每次呼叫contact()方法就是一次陣列的拷貝,雖然在記憶體中是處理都是原子性操作,速度非常快,但是,最後的return語句會建立一個新String物件,限制了concat方法的速度。

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);
    }

    2. StringBuffer 和 StringBuilder 的append方法都繼承自AbstractStringBuilder,整個邏輯都只做字元陣列的加長,拷   貝,  到最後也不會建立新的String物件,所以速度很快,完成拼接處理後在程式中用strBuffer.toString()來得到最終的字串。

public AbstractStringBuilder append(String str) {
        if (str == null) str = "null";
        int len = str.length();
        ensureCapacityInternal(count + len);
        str.getChars(0, len, value, count);
        count += len;
        return this;
    }
  private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {
        // overflow-conscious code
        if (minimumCapacity - value.length > 0)
            expandCapacity(minimumCapacity);
    }

    /**
     * This implements the expansion semantics of ensureCapacity with no
     * size check or synchronization.
     */
    void expandCapacity(int minimumCapacity) {
        int newCapacity = value.length * 2 + 2;
        if (newCapacity - minimumCapacity < 0)
            newCapacity = minimumCapacity;
        if (newCapacity < 0) {
            if (minimumCapacity < 0) // overflow
                throw new OutOfMemoryError();
            newCapacity = Integer.MAX_VALUE;
        }
        value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);
    }

3. 字串的加號“+” 方法, 雖然編譯器對其做了優化,使用StringBuilder的append方法進行追加,但是每迴圈一次都會建立一個StringBuilder物件,且都會呼叫toString方法轉換成字串,所以開銷很大。

如JVM對於“+”是這樣處理的,首先建立一個String物件str,並把“abc”賦值給str,然後在第三行中,其實JVM又建立了一個新的物件也名為str,然後再把原來的str的值和“de”加起來再賦值給新的str,而原來的str就會被JVM的垃圾回收機制(GC)給回收掉了,所以,str實際上並沒有被更改,也就是前面說的String物件一旦建立之後就不可更改了。所以,Java中對String物件進行的操作實際上是一個不斷建立新的物件並且將舊的物件回收的一個過程,所以執行速度很慢。

  注:執行一次字串“+”,相當於 str = new StringBuilder(str).append("a").toString();

4. 常說拿空間換時間,反過來是不是拿時間換到了空間呢,但是在這裡,其實時間是消耗在了重複的不必要的工作上(生成新的物件,toString方法),所以對大批量資料做處理時,加號“+” 和 contact 方法絕對不能用,時間和空間成本都很高。

ps:本文大都出自https://www.cnblogs.com/twzheng/p/5923642.html

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