StringBuilder类解析

参考链接： StringBuilder类

在解析StringBuilder类之前，我们先对String类做一个简单的分析。不过分析之前先想一个问题，为什么有好好的String类不用，要专用StringBuilder类呢? 

5分钟之后。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 

1. String类简介 

1.1. String（字符串常量）概述 

String类在API中是这样描述： 

String 类代表字符串。Java 程序中的所有字符串字面值（如 "abc" ）都作为此类的实例实现。 　　　　字符串是常量；它们的值在创建之后不能更改。字符串缓冲区支持可变的字符串。因为 String 对象是不可变的，所以可以共享。 

java.lang.String： 

 public final class String 

  implements java.io.Serializable, Comparable, CharSepuence 

1.2. 分析String源码 

1.2.1. String的成员变量 

    String的成员变量

    /** String的属性值 */  

    private final char value[];

    /** The offset is the first index of the storage that is used. */

    /**数组被使用的开始位置**/

    private final int offset;

    /** The count is the number of characters in the String. */

    /**String中元素的个数**/

    private final int count;

    /** Cache the hash code for the string */

   /**String类型的hash值**/

    private int hash; // Default to 0

    /** use serialVersionUID from JDK 1.0.2 for interoperability */

    private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L;

    /**

     * Class String is special cased within the Serialization Stream         Protocol.

     *

     * A String instance is written into an ObjectOutputStream according to

     * <a href="{@docRoot}/../platform/serialization/spec/output.html">

     * Object Serialization Specification, Section 6.2, "Stream Elements"</a>

     */

    　　private static final ObjectStreamField[] serialPersistentFields =

            new ObjectStreamField[0];

从源码看出String底层使用一个字符数组来维护的。从成员变量可以知道String类的值是final类型的，不能被改变的，所以只要一个值改变就会生成一个新的String类型对象，存储String数据也不一定从数组的第0个元素开始的，而是从offset所指的元素开始。 

1.2.2. 创建字符串的方式 

 直接赋值方式创建对象(在方法区的常量池中) String str = "hello";  //直接赋值方式

  通过构造方法创建字符串对象(在堆内存中) String str = new String("hello");  // 实例化方法

1.3. 字符串拼接问题（StringBuilder的引出） 

由于String类的对象内容不可改变，所以每当进行字符串拼接时，总是会在内存中创建一个新的对象。例如： 

public class StringDemo {

    public static void main(String[] args) {

        String value1 = "a";

        String value2 = "b";

        String value3 = "c";

        String s = value1 + value2 + value3;

        System.out.println(s);  // "abc"

    }

}

在API中对String类有这样的描述：字符串是常量，它们的值在创建后不能被更改。 

根据这句话分析我们的代码，其实总共产生了5个字符串，即"a"、"b"、"c"、"ab"和"abc"。引用变量s首先指向a对象，最终指向拼接出来的新字符串对象，即abc 。  由此可知，如果对字符串进行拼接操作，每次拼接，都会构建一个新的String对象，既耗时，又浪费空间。为了解决这一问题，可以使用java.lang.StringBuilder类。 

2. StringBuilder概述 

查阅java.lang.StringBuilder的API，StringBuilder又称为可变字符序列，它是一个类似于 String 的字符串缓冲区，通过某些方法调用可以改变该序列的长度和内容。 

原来StringBuilder是个字符串的缓冲区，即它是一个容器，容器中可以装很多字符串。并且能够对其中的字符串进行各种操作。 

它的内部拥有一个组用来存放字符串内容，进行字符串拼接时，直接在数组中加入新内容。StringBuilder会自动维护数组的扩容。原理如下图所示：(默认16字符空间，超过自动扩充)  2.1. 构造方法 

根据StringBuilder的API文档，常用构造方法有2个： 

public StringBuilder()：构造一个空的StringBuilder容器。public StringBuilder(String str)：构造一个StringBuilder容器，并将字符串添加进去。 

public class StringBuilderDemo {

    public static void main(String[] args) {

        StringBuilder sb1 = new StringBuilder();

        System.out.println(sb1); // (空白)

        // 使用带参构造

        StringBuilder sb2 = new StringBuilder("hello");

        System.out.println(sb2); // hello

    }

}

2.2. 常用方法 

StringBuilder常用的方法有2个： 

public StringBuilder append(...)：添加任意类型数据的字符串形式，并返回当前对象自身。public String toString()：将当前StringBuilder对象转换为String对象。 

2.2.1. append方法 

append方法具有多种重载形式，可以接收任意类型的参数。任何数据作为参数都会将对应的字符串内容添加到StringBuilder中。例如： 

public class Demo02StringBuilder {

    public static void main(String[] args) {

        //创建对象

        StringBuilder builder = new StringBuilder();

        //public StringBuilder append(任意类型)

          // append方法返回的是this，调用方法的对象builder，this==builder

        StringBuilder builder2 = builder.append("hello");

        //对比一下

        System.out.println("builder:"+builder);

        System.out.println("builder2:"+builder2);

        System.out.println(builder == builder2); //true

        // 可以添加 任何类型

        builder.append("hello");

        builder.append("world");

        builder.append(true);

        builder.append(100);

        // 在我们开发中，会遇到调用一个方法后，返回一个对象的情况。然后使用返回的对象继续调用方法。

        // 这种时候，我们就可以把代码现在一起，如append方法一样，代码如下

        //链式编程：方法返回值是一个对象，可以继续调用方法

        builder.append("hello").append("world").append(true).append(100);

        System.out.println("builder:"+builder);

    }

}

 备注：StringBuilder已经覆盖重写了Object当中的toString方法。 

2.2.2. toString方法 

通过toString方法，StringBuilder对象将会转换为不可变的String对象。如： 

public class Demo16StringBuilder {

    public static void main(String[] args) {

        // 链式创建

        StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello").append("World").append("Java");

        // 调用方法

        String str = sb.toString();

        System.out.println(str); // HelloWorldJava

    }

}

 总结： StringBuilder和String可以相互转换： 

  String -> StringBuilder : 可以使用StringBuilder的构造方法 : 

   StringBuilder(String str) 构造一个字符串生成器，并初始化为指定的字符串内容 

  StringBuilder -> String : 可以使用StringBuilder中的toString方法 : 

   public String toString() : 将当前StringBuilder对象转换为String对象。