String、StringBuiler、StringBuffer，誰效能最高？

一、前言

剛開始學習Java時，作為只會C語言的小白，就為其中的字元串操作而感到震撼。相比之下，C語言在位元組陣列中儲存一個結尾的去表示字元串，想實現字元串拼接，還需要呼叫strcpy庫函數或者自己手動去複製陣列，非常麻煩，更別提其他複雜操作，而Java通過String類讓字元串操作變得十分簡單和方便。

除此之外，還有stringbuilder等這些類的輔助，那麼本文就從String，StringBuiler和StringBuffer的區別開始，去探討Java中的字元串操作。

二、String，StringBuiler和StringBuffer

2.1 String類

Java 提供了 String 類來創建和操作字元串。在源碼中可以看到，String類內部的實現也是一個位元組陣列，這個陣列是final類型的，因此String是不可變的物件，每次在對String類進行改變的時候都會生成一個新的string物件，然後將指針指向新的string物件。

2.2 StringBuiler 類

和 String 類不同的是，StringBuilder 類的物件能夠被多次的修改，並且不產生新的物件。這個特性的意義在於，如果我們進行大量的字元串操作，使用String類就會產生很大的效能消耗，而StringBuilder就可以避免這個問題。

2.3 StringBuffer 類

StringBuffer 和StringBuiler之間的最大不同在於 StringBuilder 的方法不是執行緒安全的。

由於 StringBuilder 相較於 StringBuffer 有速度優勢，所以多數情況下建議使用 StringBuilder 類。然而在應用程式要求執行緒安全的情況下，則必須使用 StringBuffer 類。

2.4 String，StringBuiler和StringBuffer的比較（對比C/C++）

三、各種字元串操作的效率測試

3.1 測試程式碼

@Testpublic void test() { int count = 100000; long startTime = System.currentTimeMillis(); String str = ""; for(int i = 0; i< count; i++){ str += i; } System.out.println("執行"+count+"次 String 耗時:"+ getRunTime(startTime)); startTime = System.currentTimeMillis(); StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(""); for (int i = 0; i < count; i++) { stringBuilder.append(i); } System.out.println("執行"+count+"次 StringBuilder 耗時:"+ getRunTime(startTime)); startTime = System.currentTimeMillis(); StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer(""); for (int i = 0; i < count; i++) { stringBuffer.append(i); } System.out.println("執行"+count+"次 StringBuffer 耗時:"+ getRunTime(startTime));}

3.2 測試結果

執行100000次 String 耗時:32s執行100000次 StringBuilder 耗時:2ms執行100000次 StringBuffer 耗時:4ms

3.3 小結

可以看到String類的效能遠低於StringBuiler和StringBuffer，而StringBuiler在本次測試中比Stringbuffer提高了50%的效能

四、Java字元串和正則表示式

4.1 測試程式碼

@Testpublic void test0(){ //郵政編碼 String postCode = "[1-9]\d{5}"; //區號-座機號碼 String areaCode = "\d{3}-\d{8}|\d{4}-\d{7}"; //手機號碼 String phone = "(?:13\d|15\d|18\d)\d{5}(\d{3}|\*{3})"; String text = "郵政編碼：440834"+ "區號-座機號碼: 020-12345678"+ "手機號：13536373839"+ "郵政編碼：440833"+ "區號-座機號碼: 010-12345678"+ "手機號：13536373739"; Pattern p = Pattern.compile(postCode); Matcher m = p.matcher(text); System.out.println("文字中包含郵政編碼："); while (m.find()){ System.out.println(m.group()); } p = Pattern.compile(areaCode); m= p.matcher(text); System.out.println("文字中包含區號-座機號碼："); while (m.find()){ System.out.println(m.group()); } p = Pattern.compile(phone); m= p.matcher(text); System.out.println("文字中包含手機號："); while (m.find()){ System.out.println(m.group()); }}

4.2 測試結果

文字中包含郵政編碼：440834123456135363440833123456135363文字中包含區號-座機號碼：020-12345678010-12345678文字中包含手機號：1353637383913536373739

五、總結

經過測試和比較，可以看到Java中同為字元串操作，但由於背後實現的原理不同，形成的效能差異也是十分巨大，相比之下，C/C++中的字元串操作效能更高。String類的效能遠低於StringBuiler和StringBuffer，而StringBuiler比Stringbuffer的效能稍微高一點。

對效能的探究，最終還是要回到使用場景，可以總結得出：

如果不涉及字元串操作，那麼String類是首選如果涉及的字元串操作沒有執行緒安全問題，那麼使用StringBuilder如果涉及的字元串操作存線上程安全問題，那麼使用StringBuffer。

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