在大量字符串拼接操作时请使用StringBuffer解读_Java

stringbuffer的产生背景

stringbuffer是java早期版本中引入的一个类，它的产生背景主要有以下几个原因：

1. 解决string不可变性问题

java中的string对象是不可变的(immutable)，每次修改string实际上都是创建新的string对象
频繁修改字符串时会产生大量临时对象，影响性能
stringbuffer提供了可变的字符串缓冲区，可以在原对象上修改而不创建新对象

2. 线程安全需求

stringbuffer的方法都是同步的(synchronized)，适合多线程环境下的字符串操作
早期java版本中，多线程编程较为常见，需要线程安全的字符串操作类

3. 性能优化

在大量字符串拼接操作时，使用stringbuffer比直接使用"+"操作符更高效
stringbuffer内部维护了一个可扩展的字符数组，减少了内存分配和垃圾回收的开销

4. 历史原因

stringbuffer在java 1.0中就已经存在
后来(java 5)又引入了非线程安全的stringbuilder，作为单线程环境下的替代方案

stringbuffer的设计反映了早期java对线程安全的重视，但随着单线程应用场景的增加，stringbuilder因其更高的性能而成为更常用的选择。不过stringbuffer在多线程环境下仍然有其价值。

stringbuffer 详解

1. stringbuffer 概述

stringbuffer 是 java 中用于可变字符串操作的类，位于 java.lang 包中。

它提供了比 string 更高效的字符串修改方式，适用于频繁修改字符串的场景，并且是线程安全的（方法使用 synchronized 修饰）。

主要特点：

可变性：可以直接修改字符串内容，而不像 string 每次修改都生成新对象。
线程安全：方法使用 synchronized 修饰，适合多线程环境。
高效拼接：内部维护一个动态扩容的字符数组，减少内存分配和垃圾回收开销。

2. stringbuffer 的构造方法

构造方法	说明
stringbuffer()	构造一个初始容量为 16 的空缓冲区
stringbuffer(int capacity)	构造指定初始容量的空缓冲区
stringbuffer(string str)	构造一个初始内容为 str 的缓冲区，容量为 str.length() + 16

示例：

stringbuffer sb1 = new stringbuffer();         // 初始容量 16
stringbuffer sb2 = new stringbuffer(32);       // 初始容量 32
stringbuffer sb3 = new stringbuffer("hello");  // 初始内容 "hello"，容量 21 (5 + 16)

3. stringbuffer 的常用方法

(1) 增：append()和insert()

方法	说明
append(xxx)	在末尾追加数据（支持多种类型：int、char、string 等）
insert(int offset, xxx)	在指定位置插入数据

示例：

stringbuffer sb = new stringbuffer("hello");
sb.append(" world");       // "hello world"
sb.insert(5, ",");         // "hello, world"

(2) 删：delete()和deletecharat()

方法	说明
delete(int start, int end)	删除 [start, end) 之间的字符
deletecharat(int index)	删除指定位置的字符

示例：

stringbuffer sb = new stringbuffer("hello, world");
sb.delete(5, 7);          // "hello world"（删除 ", "）
sb.deletecharat(5);       // "helloworld"（删除空格）

(3) 改：replace()和setcharat()

方法	说明
replace(int start, int end, string str)	替换 [start, end) 之间的内容为 str
setcharat(int index, char ch)	替换指定位置的字符

示例：

stringbuffer sb = new stringbuffer("hello world");
sb.replace(6, 11, "java");  // "hello java"
sb.setcharat(0, 'h');       // "hello java"

(4) 查：charat()、indexof()、substring()

方法	说明
charat(int index)	返回指定位置的字符
indexof(string str)	返回 str 第一次出现的索引
substring(int start, int end)	返回 [start, end) 的子字符串

示例：

stringbuffer sb = new stringbuffer("hello java");
char ch = sb.charat(6);          // 'j'
int index = sb.indexof("java");  // 6
string sub = sb.substring(6, 10); // "java"

(5) 其他方法

方法	说明
length()	返回字符串长度
capacity()	返回当前缓冲区容量
reverse()	反转字符串
tostring()	转换为 string

示例：

stringbuffer sb = new stringbuffer("hello");
system.out.println(sb.length());     // 5
system.out.println(sb.capacity());   // 21 (5 + 16)
sb.reverse();                       // "olleh"
string str = sb.tostring();         // 转换为 string

4. stringbuffer 的扩容机制

默认初始容量：16（如果未指定）。

扩容规则：

当字符串长度超过当前容量时，自动扩容。
新容量 = (旧容量 * 2) + 2。
如果仍然不够，则直接扩容到所需的最小容量。

示例：

stringbuffer sb = new stringbuffer();  // 初始容量 16
sb.append("1234567890123456");         // 刚好 16 字符，不扩容
sb.append("x");                        // 超过容量，扩容至 (16*2)+2 = 34
system.out.println(sb.capacity());     // 34