java String, StringBuffer,StringBuilder

面试题: String,StringBuffer,StringBuilder的区别?

1:String是不可改变的量，声明的内容不可以修改，而StringBuffer和StringBuilder都是可变字符串序列，声明的内容可以修改;
2:StringBuffer是同步方法，属于线程安全操作，StringBulder是异步方法，属于非线程安全操作;

使用场景:

使用 String 类的场景：在字符串不经常变化的场景中可以使用 String 类，例如常量的声明、少量的变量运算。

使用 StringBuffer 类的场景：在频繁进行字符串运算（如拼接、替换、删除等），并且运行在多线程环境中，则可以考虑使用 StringBuffer，例如 XML 解析、HTTP 参数解析和封装。

使用 StringBuilder 类的场景：在频繁进行字符串运算（如拼接、替换、和删除等），并且运行在单线程的环境中，则可以考虑使用 StringBuilder，如 SQL 语句的拼装、JSON 封装等。

分析:

在性能方面，由于 String 类的操作是产生新的 String 对象，而 StringBuilder 和 StringBuffer 只是一个字符数组的扩容而已，所以 String 类的操作要远慢于 StringBuffer 和 StringBuilder。

简要的说， String 类型和 StringBuffer 类型的主要性能区别其实在于 String 是不可变的对象, 因此在每次对 String 类型进行改变的时候其实都等同于生成了一个新的 String 对象，然后将指针指向新的 String 对象。所以经常改变内容的字符串最好不要用 String ，因为每次生成对象都会对系统性能产生影响，特别当内存中无引用对象多了以后， JVM 的 GC 就会开始工作，那速度是一定会相当慢的。

而如果是使用 StringBuffer 类则结果就不一样了，每次结果都会对 StringBuffer 对象本身进行操作，而不是生成新的对象，再改变对象引用。所以在一般情况下我们推荐使用 StringBuffer ，特别是字符串对象经常改变的情况下。

而在某些特别情况下， String 对象的字符串拼接其实是被 JVM 解释成了 StringBuffer 对象的拼接，所以这些时候 String 对象的速度并不会比 StringBuffer 对象慢，而特别是以下的字符串对象生成中， String 效率是远要比 StringBuffer 快的：

1: String S1 = “This is only a" + “ simple" + “ test";2: StringBuffer Sb = new StringBuilder(“This is only a").append(“ simple").append(“ test");

你会很惊讶的发现，生成 String S1 对象的速度简直太快了，而这个时候 StringBuffer 居然速度上根本一点都不占优势。其实这是 JVM 的一个把戏，在 JVM 眼里，这个

String S1 = “This is only a" + “ simple" + “test";

源码:

String,StringBuffer,StringBuilder都实现了CharSequence接口。

public interface CharSequence{int length();// return the char value at the specified indexchar charAt(int index);// return a new CharSequence that is a subsequence// of this sequence.CharSequence subSequence(int start, int end);public String toString();}

String的源码

public final class String{private final char value[]; // used for character storageprivate int the hash; // cache the hash code for the string}

成员变量只有两个：
final的char类型数组
int类型的hashcode

构造函数

public String()public String(String original){this.value = original.value;this.hash = original.hash;  }public String(char value[]){ this.value = Arrays.copyOf(value, value.length); }public String(char value[], int offset, int count){// 判断offset，count,offset+count是否越界之后this.value = Arrays.copyOfRange(value, offset, offset+count);}

这里用到了一些工具函数
copyOf(source[],length); 从源数组的0位置拷贝length个；
这个函数是用System.arraycopy(original, 0, copy, 0, Math.min(original.length, newLength))实现的。

copyOfRange(T[] original, int from, int to)。

构造函数还可以用StringBuffer/StringBuilder类型初始化String,

public String(StringBuffer buffer) {    synchronized(buffer) {        this.value = Arrays.copyOf(buffer.getValue(), buffer.length());    }}public String(StringBuilder builder) {    this.value = Arrays.copyOf(builder.getValue(), builder.length());}

除了构造方法，String类的方法有很多，
length,isEmpty,可以通过操作value.length来实现。
charAt(int index):
通过操作value数组得到。注意先判断index的边界条件

public char charAt(int index) {    if ((index < 0) || (index >= value.length)) {        throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);    }    return value[index]; }

getChars方法

public void getChars(int srcBegin, int srcEnd, char dst[], int dstBegin) { \\边界检测 System.arraycopy(value, srcBegin, dst, dstBegin, srcEnd - srcBegin); }

equals方法，根据语义相等（内容相等，而非指向同一块内存），重新定义了equals

public boolean equals(Object anObject) {    if (this == anObject) {        return true;    }    if (anObject instanceof String) {        String anotherString = (String)anObject;        int n = value.length;        if (n == anotherString.value.length) {            char v1[] = value;            char v2[] = anotherString.value;            int i = 0;            while (n-- != 0) {                if (v1[i] != v2[i])                    return false;                i++;            }            return true;        }    }    return false;}

如果比较的双方指向同一块内存，自然相等；（比较==即可）
如果内容相等，也相等，比较方法如下：
首先anObject得是String类型（用关键字instanceof）
然后再比较长度是否相等；
如果长度相等，则挨个元素进行比较，如果每个都相等，则返回true.

还有现成安全的与StringBuffer内容比较
contentEquals(StringBuffer sb),实现是在sb上使用同步。

compareTo（）:
如果A大于B，则返回大于0的数；
A小于B，则返回小于0的数；
A=B，则返回0

public int compareTo(String anotherString) {    int len1 = value.length;    int len2 = anotherString.value.length;    int lim = Math.min(len1, len2);    char v1[] = value;    char v2[] = anotherString.value;    int k = 0;    while (k < lim) {        char c1 = v1[k];        char c2 = v2[k];        if (c1 != c2) {            return c1 - c2;        }        k++;    }    return len1 - len2;}

regionMatches:如果两个字符串的区域都是平等的，

public boolean regionMatches(int toffset, String other, int ooffset,        int len) {//判断边界条件        while (len-- > 0) {        if (ta[to++] != pa[po++]) {            return false;        }    }        }public boolean regionMatches(boolean ignoreCase, int toffset,        String other, int ooffset, int len) {    while (len-- > 0) {        char c1 = ta[to++];        char c2 = pa[po++];        if (c1 == c2) {            continue;        }        if (ignoreCase) {            // If characters don't match but case may be ignored,            // try converting both characters to uppercase.            // If the results match, then the comparison scan should            // continue.            char u1 = Character.toUpperCase(c1);            char u2 = Character.toUpperCase(c2);             if (u1 == u2) {                continue;            }            // Unfortunately, conversion to uppercase does not work properly            // for the Georgian alphabet, which has strange rules about case            // conversion.  So we need to make one last check before            // exiting.            if (Character.toLowerCase(u1) == Character.toLowerCase(u2)) {                continue;            }        }        return false;    }    return true; }

startsWith(String prefix, int toffset)
startsWith(String prefix)
endsWith(String suffix)

{return startsWith(suffix, value.length          - suffix.value.length);      }

substring(int beginIndex,int endIndex)
除了条件判断：

 return (beginIndex == 0) ? this : new String(value, beginIndex, subLen);

字符串连接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);

对于StringBuffer和StringBuilder StringBuffer 和 StringBuilder 都是继承于 AbstractStringBuilder, 底层的逻辑（比如append）都包含在这个类中。

public AbstractStringBuilder append(String str) {    if (str == null) str = "null";    int len = str.length();    ensureCapacityInternal(count + len);//查看使用空间满足，不满足扩展空间    str.getChars(0, len, value, count);//getChars就是利用native的array copy,性能高效    count += len;    return this;}

StringBuffer 底层也是 char[], 数组初始化的时候就定下了大小, 如果不断的 append 肯定有超过数组大小的时候，我们是不是定义一个超大容量的数组，太浪费空间了。就像 ArrayList 的实现，采用动态扩展，每次 append 首先检查容量，容量不够就先扩展，然后复制原数组的内容到扩展以后的数组中.