Java中连接字符串时+号与StringBuilder的选用
package
string;
public
class
TestSimplePlus
{
public
static
void
main(String[] args)
{
String s
=
"
abc
"
;
String ss
=
"
ok
"
+
s
+
"
xyz
"
+
5
;
System.out.println(ss);
}
}
上面的代码将会输出正确的结果。从表面上看，对字符串和整型使用"+"
号并没有什么区别，但事实真的如此吗？下面让我们来看看这段代码的本质。
我们首先使用反编译工具（如jdk带的javap、或jad）将TestSimplePlus反编译成Java Byte Code，其中的奥秘就一目了然了。在本文将使用jad来反编译，命令如下：
jad -o -a -s d.java TestSimplePlus.class 或 jad -o -a Test.java > test.java
反编译后的代码如下：
<!--
Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)
http://www.CodeHighlighter.com/
-->
package
string;
import
java.io.PrintStream;
public
class
TestSimplePlus
{
public
TestSimplePlus()
{
//
0 0:aload_0
//
1 1:invokespecial #8 <Method void Object()>
//
2 4:return
}
public
static
void
main(String args[])
{
String s
=
"
abc
"
;
//
0 0:ldc1 #16 <String "abc">
//
1 2:astore_1
String ss
=
(
new
StringBuilder(
"
ok
"
)).append(s).append(
"
xyz
"
).append(
5
).toString();
//
2 3:new #18 <Class StringBuilder>
//
3 6:dup
//
4 7:ldc1 #20 <String "ok">
//
5 9:invokespecial #22 <Method void StringBuilder(String)>
//
6 12:aload_1
//
7 13:invokevirtual #25 <Method StringBuilder StringBuilder.append(String)>
//
8 16:ldc1 #29 <String "xyz">
//
9 18:invokevirtual #25 <Method StringBuilder StringBuilder.append(String)>
//
10 21:iconst_5
//
11 22:invokevirtual #31 <Method StringBuilder StringBuilder.append(int)>
//
12 25:invokevirtual #34 <Method String StringBuilder.toString()>
//
13 28:astore_2
System.out.println(ss);
//
14 29:getstatic #38 <Field PrintStream System.out>
//
15 32:aload_2
//
16 33:invokevirtual #44 <Method void PrintStream.println(String)>
//
17 36:return
}
}
读者可能看到上面的Java字节码感到迷糊，不过大家不必担心。本文的目的并不是讲解Java Byte Code，因此，并不用了解具体的字节码的含义。
使用jad反编译的好处之一就是可以同时生成字节码和源代码。这样可以进行对照研究。从上面的代码很容易看出，虽然在源程序中使用了"+"，但在编译时仍然将"+"转换成StringBuilder。因此，我们可以得出结论，在Java中无论使用何种方式进行字符串连接，实际上都使用的是StringBuilder。
那么是不是可以根据这个结论推出使用"+"和StringBuilder的效果是一样的呢？这个要从两个方面的解释。如果从运行结果来解释，那么"+"和StringBuilder是完全等效的。但如果从运行效率和资源消耗方面看，那它们将存在很大的区别。
当然，如果连接字符串行表达式很简单（如上面的顺序结构），那么"+"和StringBuilder基本是一样的，但如果结构比较复杂，如使用循环来连接字符串，那么产生的Java Byte Code就会有很大的区别。先让我们看看如下的代码：
<!--
Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)
http://www.CodeHighlighter.com/
-->
package
string;
import
java.util.
*
;
public
class
TestComplexPlus
{
public
static
void
main(String[] args)
{
String s
=
""
;
Random rand
=
new
Random();
for
(
int
i
=
0
; i
<
10
; i
++
)
{
s
=
s
+
rand.nextInt(
1000
)
+
"
"
;
}
System.out.println(s);
}
}
上面的代码反编译后的
Java Byte Code
如下：
<!--
Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)
http://www.CodeHighlighter.com/
-->
package
string;
import
java.io.PrintStream;
import
java.util.Random;
public
class
TestComplexPlus
{
public
TestComplexPlus()
{
//
0 0:aload_0
//
1 1:invokespecial #8 <Method void Object()>
//
2 4:return
}
public
static
void
main(String args[])
{
String s
=
""
;
//
0 0:ldc1 #16 <String "">
//
1 2:astore_1
Random rand
=
new
Random();
//
2 3:new #18 <Class Random>
//
3 6:dup
//
4 7:invokespecial #20 <Method void Random()>
//
5 10:astore_2
for
(
int
i
=
0
; i
<
10
; i
++
)
//
* 6 11:iconst_0
//
* 7 12:istore_3
//
* 8 13:goto 49
s
=
(
new
StringBuilder(String.valueOf(s))).append(rand.nextInt(
1000
)).append(
"
"
).toString();
//
9 16:new #21 <Class StringBuilder>
//
10 19:dup
//
11 20:aload_1
//
12 21:invokestatic #23 <Method String String.valueOf(Object)>
//
13 24:invokespecial #29 <Method void StringBuilder(String)>
//
14 27:aload_2
//
15 28:sipush 1000
//
16 31:invokevirtual #32 <Method int Random.nextInt(int)>
//
17 34:invokevirtual #36 <Method StringBuilder StringBuilder.append(int)>
//
18 37:ldc1 #40 <String " ">
//
19 39:invokevirtual #42 <Method StringBuilder StringBuilder.append(String)>
//
20 42:invokevirtual #45 <Method String StringBuilder.toString()>
//
21 45:astore_1
//
22 46:iinc 3 1
//
23 49:iload_3
//
24 50:bipush 10
//
25 52:icmplt 16
System.out.println(s);
//
26 55:getstatic #49 <Field PrintStream System.out>
//
27 58:aload_1
//
28 59:invokevirtual #55 <Method void PrintStream.println(String)>
//
29 62:return
}
}
大家可以看到，虽然编译器将
"+"
转换成了
StringBuilder
，但创建
StringBuilder
对象的位置却在
for
语句内部。这就意味着每执行一次循环，就会创建一个
StringBuilder
对象（对于本例来说，是创建了
10
个
StringBuilder
对象），虽然
Java
有垃圾回收器，但这个回收器的工作时间是不定的。如果不断产生这样的垃圾，那么仍然会占用大量的资源。解决这个问题的方法就是在程序中直接使用
StringBuilder
来连接字符串，代码如下：
<!--
Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)
http://www.CodeHighlighter.com/
-->
package
string;
import
java.util.
*
;
public
class
TestStringBuilder
{
public
static
void
main(String[] args)
{
String s
=
""
;
Random rand
=
new
Random();
StringBuilder result
=
new
StringBuilder();
for
(
int
i
=
0
; i
<
10
; i
++
)
{
result.append(rand.nextInt(
1000
));
result.append(
"
"
);
}
System.out.println(result.toString());
}
}
上面代码反编译后的结果如下：
<!--
Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)
http://www.CodeHighlighter.com/
-->
package
string;
import
java.io.PrintStream;
import
java.util.Random;
public
class
TestStringBuilder
{
public
TestStringBuilder()
{
//
0 0:aload_0
//
1 1:invokespecial #8 <Method void Object()>
//
2 4:return
}
public
static
void
main(String args[])
{
String s
=
""
;
//
0 0:ldc1 #16 <String "">
//
1 2:astore_1
Random rand
=
new
Random();
//
2 3:new #18 <Class Random>
//
3 6:dup
//
4 7:invokespecial #20 <Method void Random()>
//
5 10:astore_2
StringBuilder result
=
new
StringBuilder();
//
6 11:new #21 <Class StringBuilder>
//
7 14:dup
//
8 15:invokespecial #23 <Method void StringBuilder()>
//
9 18:astore_3
for
(
int
i
=
0
; i
<
10
; i
++
)
//
* 10 19:iconst_0
//
* 11 20:istore 4
//
* 12 22:goto 47
{
result.append(rand.nextInt(
1000
));
//
13 25:aload_3
//
14 26:aload_2
//
15 27:sipush 1000
//
16 30:invokevirtual #24 <Method int Random.nextInt(int)>
//
17 33:invokevirtual #28 <Method StringBuilder StringBuilder.append(int)>
//
18 36:pop
result.append(
"
"
);
//
19 37:aload_3
//
20 38:ldc1 #32 <String " ">
//
21 40:invokevirtual #34 <Method StringBuilder StringBuilder.append(String)>
//
22 43:pop
}
//
23 44:iinc 4 1
//
24 47:iload 4
//
25 49:bipush 10
//
26 51:icmplt 25
System.out.println(result.toString());
//
27 54:getstatic #37 <Field PrintStream System.out>
//
28 57:aload_3
//
29 58:invokevirtual #43 <Method String StringBuilder.toString()>
//
30 61:invokevirtual #47 <Method void PrintStream.println(String)>
//
31 64:return
}
}
从上面的反编译结果可以看出，创建StringBuilder的代码被放在了for语句外。虽然这样处理在源程序中看起来复杂，但却换来了更高的效率，同时消耗的资源也更少了。
在使用StringBuilder时要注意，尽量不要"+"和StringBuilder混着用，否则会创建更多的StringBuilder对象，如下面代码所：
<!--
Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)
http://www.CodeHighlighter.com/
-->
for
(
int
i
=
0
; i
<
10
; i
++
)
{
result.append(rand.nextInt(
1000
));
result.append(
"
"
);
}
改成如下形式：
<!--
Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)
http://www.CodeHighlighter.com/
-->
for
(
int
i
=
0
; i
<
10
; i
++
)
{
result.append(rand.nextInt(
1000
)
+
"
"
);
}
则反编译后的结果如下：
<!--
Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)
http://www.CodeHighlighter.com/
-->
......
for
(
int
i
=
0
; i
<
10
; i
++
)
//
* 10 19:iconst_0
//
* 11 20:istore 4
//
* 12 22:goto 65
{
result.append((
new
StringBuilder(String.valueOf(rand.nextInt(
1000
)))).append(
"
"
).toString());
//
13 25:aload_3
//
14 26:new #21 <Class StringBuilder>
//
15 29:dup
......
从上面的代码可以看出，Java编译器将"+"编译成了StringBuilder，这样for语句每循环一次，又创建了一个StringBuilder对象。
如果将上面的代码在JDK1.4下编译，必须将StringBuilder改为StringBuffer，而JDK1.4将"+"转换为StringBuffer（因为JDK1.4并没有提供StringBuilder类）。StringBuffer和StringBuilder的功能基本一样，只是StringBuffer是线程安全的，而StringBuilder不是线程安全的。因此，StringBuilder的效率会更高。
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