Java源码深度分析String与StringBuffer及StringBuilder详解

String的字符串是不可变的,StringBuffer和StringBuilder是可变的

String:是字符常量,适用于少量的字符串操作的情况。

StringBuilder:适用于单线程下在字符缓冲区进行大量操作的情况 。

StringBuffer:适用多线程下在字符缓冲区进行大量操作的情况。

StringBuffer和StringBuild的区别

StingBuffer是线程安全的,StringBuild是线程不安全的。

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然后再往上查看,就会发现他两都是调用了AbstractStringBuilder类来实现的。

我们不是说StringBuffer和StringBuilder创建的字符串是可变的。

至于源码就直接看源码,就直接在源码当中详细的体现出来了。

Java源码深度分析String与StringBuffer及StringBuilder详解_第2张图片

在这篇博客我主要说一下StringBuffer,因为StingBuild和StringBuffer的方法几乎一样,我在这就不做过多的详细赘述了。

创建StringBuffer()

第一种创建方法:

StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();

在使用这个方法创建的Buffer字符串的时候,看底层代码它就调用了这个方法:

    public StringBuffer() {
        super(16);
    }

它虽然没有给传入参数,它是它默认的是一个数组长度为16的字符串。

在往上看这个向上传的父类方法就更加简单明了:

    AbstractStringBuilder(int capacity) {
        value = new char[capacity];
    }

直接创建长度为16的字符型数组。

第二种创建方法:

StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer(5);

直接给定要创建的字符长度。

底层源码:

    public StringBuffer(int capacity) {
        super(capacity);
    }

第三种创建方法:

StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer(“Xin”);

在创建的时候,初始给定初始化的一个字符串。

那么在这个时候就要考虑它的底层保存字符串的数组要创建几位呢? 看源码,源码会告诉我们一切的。

    public StringBuffer(String str) {
        super(str.length() + 16);
        append(str);
    }

源码当中明确的告诉了我们,在这种情况下创建的字符串,底层数组长度是初始字符串的长度加16.

小小的总结一下:

在创建StringBuffer或StringBuilder字符串的时候如果没有给长度,默认为16的长度,给长度的话,就是给定的长度,给的是字符串的话,默认初始长度就是字符串的长度加16

添加功能

public StringBuffer append(String str)

代码演示一下,这还要一个点考虑一下:

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
        stringBuffer.append("Xin_");    //stringBuffer.length = 4
        stringBuffer.append("Chen_");   //stringBuffer.length = 9
        stringBuffer.append("Yu_");     //stringBuffer.length = 12
        stringBuffer.append("Chen_");   //stringBuffer.length = 17
        stringBuffer.append("Xi");      //stringBuffer.length = 19
        System.out.println(stringBuffer);
    }
}

在不停的添加下去,当数组的长度到达16的时候,要考虑一下扩容的问题,如何扩容?

老规矩,看源代码,一切都在代码里:

照着这个步骤一步一步的点进去,到达最后的源代码:

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MAX_ARRAY_SIZE的长度为:

private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

所以最后是 0x7fffffff-8

总的来说,每次底层数组扩容为上次的2倍加2的长度。

删除功能

第一种删除字符串中指定位置的字符

public StringBuffer deleteCharAt(int index)

这个指定删除字符串当中明确的第几个索引。只删除一个元素

注意这里是索引的位置,不是第几个元素。

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer("Xin_Chen_Yu_Chen_Xi");
        System.out.println(stringBuffer);
        stringBuffer.deleteCharAt(4);
        System.out.println(stringBuffer);
    }
}

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源码其实也不难,就不重视的看了,在这主要看一经过删除操作,它的字符串长度是如何减少的。

Java源码深度分析String与StringBuffer及StringBuilder详解_第5张图片

删除字符串当中指定区间的字符串

public StringBuffer delete(int start,int end)

牢记在Java当中大多情况下,数组下标索引都是左闭右开的。

在下面的代码当中,我删除的就是"Chen_"这5个字符

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer("Xin_Chen_Yu_Chen_Xi");
        System.out.println(stringBuffer);
        stringBuffer.delete(4,9);
        System.out.println(stringBuffer);
    }
}

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和上面一样。看一眼源码,如何处理删除后的字符串的长度:

Java源码深度分析String与StringBuffer及StringBuilder详解_第7张图片

它两的底层都调用的是native本地反方,交由计算机系统完成。

替换功能

就是将字符串中其中某一段的字符串替换为其他的字符串。

public StringBuffer replace(int start,int end,String str)

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer("Xin_Chen_Yu_Chen_Xi");
        System.out.println(stringBuffer);
        stringBuffer.replace(4,8,"Gu_Chen");
        System.out.println(stringBuffer);
    }
}

这里也都是数组的下标索引,所以就是从0开始计数的。

Java源码深度分析String与StringBuffer及StringBuilder详解_第8张图片

替换这也同上面的一样,也需要考虑一下底层字符串的长度问题,先看源码:

Java源码深度分析String与StringBuffer及StringBuilder详解_第9张图片

反转功能

这个功能就是将原字符串玩去哪反转过来,倒序保存起来。

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer("Xin_Chen_Yu_Chen_Xi");
        System.out.println(stringBuffer);
        stringBuffer.reverse();
        System.out.println(stringBuffer);
    }
}

Java源码深度分析String与StringBuffer及StringBuilder详解_第10张图片

也来看一下它的源代码

Java源码深度分析String与StringBuffer及StringBuilder详解_第11张图片

最后总结一下

  • String的字符串是不可变的,StringBuffer和StringBuilder是可变的
  • String:是字符常量,适用于少量的字符串操作的情况。
  • StringBuilder:线程不安全的,适用于单线程下在字符缓冲区进行大量操作的情况 。
  • StringBuffer:线程不安全的,适用多线程下在字符缓冲区进行大量操作的情况。

在这几条总计出来的说法当中,在这再详细说明一下为什么StringBuffer和StringBuilder是可变的。

在文章上面,我展示了许多的源码,仔细观察一下,Buffer和Builder修饰的方法,它最后返回的都是this,返回了,自己,就是无论什么操作,它最终都返回的是自己。

但是有些小伙伴还是有个疑问,当它底层扩容超过它的最大值的时候,它的数组不就要换了吗?

这点确实是对的,但是在这我们要理清一个概念,StringBuffer引用的是底层数组名字的地址,而数组在需要换一个更大的时候,这个时候是数组的引用变化了,就是指向数组的地址变了,但是指向StringBuffer的地址是不变的。

我下来使用一个debug动图来展示一下,相信能更好的理解一下。

Java源码深度分析String与StringBuffer及StringBuilder详解_第12张图片

主要看控制台里的StringBuffer和value的值。我们发现StringBuffer值地址自始至终都没有改变,而value的值在到达16的时候,需要扩容的时候,就变了。这正印证了我上面所说的。

本篇博客也就到此为止了,感谢你的阅读。如果要是还是想不清楚,特别是最后的总结部分,欢迎在评论区讨论,我看到话,会第一时间共同讨论,解决问题。

这也是我重读javase基础的一个系列,比起当时初学的时候,现在看问题多了个高度,理解什么也相对轻松一点全面一些。学习起来更加偏向阅读源码来看,所以多为大家分享看源码。

到此这篇关于Java源码深度分析String与StringBuffer及StringBuilder详解的文章就介绍到这了,更多相关Java String源码分析内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

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