Java字符串处理：String、StringBuilder与StringBuffer

目录

1. String类

1.1 基本特性

1.2 常用操作方法

2. StringBuffer类

2.1 基本特性

2.2 append方法

3. StringBuilder类

3.1 基本特性

4. 性能对比

4.1 单线程性能测试

4.2 多线程安全性测试

StringBuffer线程安全测试：

StringBuilder线程不安全测试：

5. 字符串去重问题

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1. String类

1.1 基本特性

        String类被设计为final类，这意味着它不能被继承。

        设计为final类是为了不希望子类去重写父类的方法。

        Java使用字符串池来优化字符串内存使用。

String s1 = "123";
String s2 = new String("123");String s3 = s1.intern(); // 返回字符串在常量池中的引用System.out.println(s1 == s3); // true，因为都指向常量池中的同一个对象
System.out.println(s1.equals(s3)); // true，内容相同

字符串不可变性

        String对象一旦创建就不能被修改，所有看似修改的操作实际上都是创建新的String对象。

public class Test1 {String  str =  "1234";	// 在字符串池中创建"1234"public void  change(String str){
//		this.str = "456";   // 直接修改成员变量str ="456";       // 在字符串池中创建新的"456"对象，str引用指向新对象。方法内的str参数只是外部t.str引用的一个副本。}public static void main(String[] args) { Test1  t = new Test1();t.change(t.str);System.out.println(t.str);   // 1234}
}

1.2 常用操作方法

// 长度获取
System.out.println(s1.length()); // 方法：字符串长度用length()方法
int[] as  = new int[10];
System.out.println(as.length);//属性:数组长度用length属性 // 去除空格
String s4 = " 123   ";
System.out.println(s4.trim()); 	// 123
System.out.println(s4.length());	// 7
System.out.println(s4.trim().length());	//3String  s5 = "  12     3   ";
System.out.println(s5.trim().length());  // 8
String  result  ="";
char[] cs = s5.toCharArray(); // 把一个字符串转换成数组
for(char c:cs)
{if(c>= '0' && c <='9'){result+=String.valueOf(c);	}}
System.out.println(result);	// 123// 字符定位和查找
String s6 = "123456";
System.out.println(s6.charAt(0)); // '1'，获取指定位置的字符
System.out.println(s6.indexOf("5")); // 4，查找字符位置// 邮箱格式验证示例
String s7 = "[e-mail]";
System.out.println(s7.indexOf(".") > 0 && s7.indexOf("@") > 0);// 截取操作
String s8 = "a.txt.txt";
System.out.println(s8.substring(s8.lastIndexOf("."), s8.length())); // .txt
System.out.println(s8.startsWith("a"));	// true
System.out.println(s8.endsWith(".txt")); // true// 分割字符串
String s9 = "13913321086,13913321087,13913321086";
String[] strs = s9.split(",");
for(String s : strs) {System.out.println(s);
}// 替换操作
String str = "美味的炸鸡腿";
String result1 = str.replaceFirst("美味的", "***");
System.out.println(result1);   // ***炸鸡腿// 字符串格式化和连接
String str1 = String.format("你好,%s,%s", "哈哈", "五哈");
System.out.println(str1); // 你好,哈哈",五哈String  str3 = str1.concat("23");
System.out.println(str3);	// 你好,哈哈",五哈23

2. StringBuffer类

2.1 基本特性

        StringBuffer是可变的字符序列，线程安全。

//JDK1.4 
public class Test { public static void main(String[] args) {StringBuffer sb1  = new StringBuffer("123"); StringBuffer sb2  = new StringBuffer("123");System.out.println(sb1 == sb2);	  //false//StringBuffer没有重写Object的equals()方法,Object的equals()默认比较的是内存地址（引用相等）.System.out.println(sb1.equals(sb2));  //falseSystem.out.println(sb1.append(true));	//123trueSystem.out.println(sb1); 	//123trueSystem.out.println(sb1.insert(0, "6")); 	//6123true}}

2.2 append方法

       append()是StringBuffer类中最核心和常用的方法，是线程安全的，用于向字符串缓冲区追加内容。返回StringBuffer本身。

StringBuffer sb = new StringBuffer();// 追加各种类型数据
sb.append("Hello");          // 追加字符串
sb.append(' ');              // 追加字符
sb.append(123);              // 追加整数
sb.append(true);             // 追加布尔值
sb.append(45.67);            // 追加浮点数System.out.println(sb.toString());  // Hello 123true45.67

3. StringBuilder类

3.1 基本特性

        StringBuilder也是可变的字符序列，但不是线程安全的。

StringBuilder sb1 = new StringBuilder("123");
StringBuilder sb2 = new StringBuilder("123");System.out.println(sb1 == sb2); // false
System.out.println(sb1.equals(sb2)); // falseSystem.out.println(sb1.append(true)); // 123true
System.out.println(sb1.insert(0, "6")); // 6123true

4. 性能对比

4.1 单线程性能测试

public class Test {public static void test1(long size, String str) {StringBuffer sb = new StringBuffer();long startTime = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < size; i++) {sb.append(str);}long endTime = System.currentTimeMillis();System.out.println("StringBuffer的拼接字符串的时间为：" + (endTime - startTime));}public static void test2(long size, String str) {StringBuilder sb = new StringBuilder();long startTime = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < size; i++) {sb.append(str);}long endTime = System.currentTimeMillis();System.out.println("StringBuilder的拼接字符串的时间为：" + (endTime - startTime));}public static void main(String[] args) {long size = 3000000;String str = "123456";
public class Test {public static void test1(long size, String str) {StringBuffer sb = new StringBuffer();long startTime = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < size; i++) {sb.append(str);}long endTime = System.currentTimeMillis();System.out.println("StringBuffer的拼接字符串的时间为：" + (endTime - startTime));}public static void test2(long size, String str) {StringBuilder sb = new StringBuilder();long startTime = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < size; i++) {sb.append(str);}long endTime = System.currentTimeMillis();System.out.println("StringBuilder的拼接字符串的时间为：" + (endTime - startTime));}public static void main(String[] args) {long size = 3000000;String str = "123456";// StringBuilder快但线程不安全：没有加锁synchronizedtest1(size, str); // StringBuffer时间：约125mstest2(size, str); // StringBuilder时间：约73ms}
}

4.2 多线程安全性测试

StringBuffer线程安全测试：

public class Test {public static void main(String[] args) {CountDownLatch cd = new CountDownLatch(1000);StringBuffer sb = new StringBuffer();for(int i = 0; i < 1000; i++) {new StringBufferThread(cd, sb).start();}try {cd.await();System.out.println("长度为:" + sb.length()); // 总是1000} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}
}class StringBufferThread extends Thread {CountDownLatch cd;StringBuffer sb;public StringBufferThread(CountDownLatch cd, StringBuffer sb) {this.cd = cd;this.sb = sb;}public void run() {sb.append("1");cd.countDown();}
}

StringBuilder线程不安全测试：

public class Test {public static void main(String[] args) {CountDownLatch cd = new CountDownLatch(10000);StringBuilder sb = new StringBuilder();for(int i = 0; i < 10000; i++) {new StringBuilderThread(cd, sb).start();}try {cd.await();System.out.println("长度为:" + sb.length()); // 不安全，不总是10000} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}
}class StringBuilderThread extends Thread {CountDownLatch cd;StringBuilder sb;public StringBuilderThread(CountDownLatch cd, StringBuilder sb) {this.cd = cd;this.sb = sb;}public void run() {sb.append("1");cd.countDown();}
}

5. 字符串去重问题

package com.demo1;import java.util.ArrayList;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.Set;public class Test2 {public static void main(String[] args) {String str = "a,b,c,a,b,d";System.out.println("半包含： " + str.contains("a"));// String分割后去重（半包含）String[] strArray = str.split(",");Set<String> stringSet = new HashSet<>();for (String s : strArray) {stringSet.add(s);}System.out.println("String去重结果: " + stringSet);System.out.println("----------------------------");// List全包含去重List<String> list = new ArrayList<>();for (String s : strArray) {if (!list.contains(s)) {list.add(s);}}System.out.println("List去重结果: " + list); List<String> list1 = new ArrayList<>();list1.add("abc");System.out.println("全包含： " + list1.contains("a")); }
}

运行结果：