Java字符串拼接详解

一、“+” 操作符

“+” 操作符是字符串拼接最常用的方法之一。编译的时候会把 “+” 操作符替换成了 StringBuilder 的 append 方法。

二、StringBuilder(非线程安全)

StringBuilder 的 append 方法就是第二个常用的字符串拼接方法。源码如下：

public StringBuilder append(String str) {
 super.append(str);
 return this;
}

这 3 行代码比较简单，看下父类 AbstractStringBuilder 的 append 方法：

public AbstractStringBuilder append(String str) {
 if (str == null)
 return appendNull();
 int len = str.length();
 ensureCapacityInternal(count + len);
 str.getChars(0, len, value, count);
 count += len;
 return this;
}

①判断拼接的字符串是不是 null，如果是，当做字符串“null”来处理。appendNull 方法的源码如下：

private AbstractStringBuilder appendNull() {
 int c = count;
 ensureCapacityInternal(c + 4);
 final char[] value = this.value;
 value[c++] = 'n';
 value[c++] = 'u';
 value[c++] = 'l';
 value[c++] = 'l';
 count = c;
 return this;
}

②拼接后的字符数组长度是否超过当前值，如果超过，进行扩容并复制。ensureCapacityInternal 方法的源码如下：

private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {
 // overflow-conscious code
 if (minimumCapacity - value.length > 0) {
 value = Arrays.copyOf(value,
 newCapacity(minimumCapacity));
 }
}

③将拼接的字符串 str 复制到目标数组 value 中。

str.getChars(0, len, value, count)

三、StringBuffer(线程安全)

public synchronized StringBuffer append(String str) {
 toStringCache = null;
 super.append(str);
 return this;
}

StringBuffer 的 append 方法比 StringBuilder 多了一个关键字 synchronized，可暂时忽略 toStringCache = null。

四、String 类的 concat 方法

简单来看，String 类的 concat 方法就好像 StringBuilder 类的 append。

String str = "hello";
String ing = "world";
System.out.println(str.concat(ing));

假如有这样两行代码：

str += ing;
str = str.concat(ing)

它们之间究竟有多大的差别呢？之前已经了解到，str += ing;实际上相当于 (new StringBuilder(String.valueOf(str))).append(ing).toString()。

要探究 “+” 操作符和 concat 之间的差别，实际上要看 append 方法和 concat 方法之间的差别。来看下 concat 方法的源码：

public String concat(String str) {
 int otherLen = str.length();
 if (otherLen == 0) {
 return this;
 }
 int len = value.length;
 char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen);
 str.getChars(buf, len);
 return new String(buf, true);
}

①如果拼接的字符串的长度为 0，那么返回拼接前的字符串。

if (otherLen == 0) {
 return this;
}

②将原字符串的字符数组 value 复制到变量 buf 数组中。

char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen);

③把拼接的字符串 str 复制到字符数组 buf 中，并返回新的字符串对象。

str.getChars(buf, len);
return new String(buf, true);

通过源码分析大致可以得出以下结论：
①如果拼接的字符串是 null，concat 时候就会抛出 NullPointerException，“+” 操作符会当做是 “null” 字符串来处理。
②如果拼接的字符串是一个空字符串("")，那么 concat 的效率要更高一点。毕竟不需要 new StringBuilder 对象。
③如果拼接的字符串非常多，concat 的效率就会下降，因为创建的字符串对象越多，开销就越大。

注意： JSP 的 EL 表达式中是不允许使用 “+” 操作符来拼接字符串的，这时候就只能用 concat 了。

${chenmo.concat('-').concat(wanger)}

五、String 类的 join 方法

JDK 1.8 提供了一种新的字符串拼接方法：String 类增加了一个静态方法 join。

String str = "hello";
String ing = "world";
String splicing = String.join("", str, ing);
System.out.println(splicing);

第一个参数为字符串连接符，比如说：

String message = String.join("-", "hello", "and", "world");

输出结果为：hellow-and-world

join 方法的源码如下：

public static String join(CharSequence delimiter, CharSequence... elements) {
 Objects.requireNonNull(delimiter);
 Objects.requireNonNull(elements);
 // Number of elements not likely worth Arrays.stream overhead.
 StringJoiner joiner = new StringJoiner(delimiter);
 for (CharSequence cs: elements) {
 joiner.add(cs);
 }
 return joiner.toString();
}

StringJoiner 是java.util包中的一个类，用于构造一个由分隔符重新连接的字符序列。

六、StringUtils.join

项目中处理字符串的时候，经常会用到这个类——org.apache.commons.lang3.StringUtils，该类的 join 方法是字符串拼接的一种新姿势。

String str = "hello";
String ing = "world";
StringUtils.join(str, ing);

该方法更善于拼接数组中的字符串，并且不用担心 NullPointerException。

StringUtils.join(null) = null
StringUtils.join([]) = ""
StringUtils.join([null]) = ""
StringUtils.join(["a", "b", "c"]) = "abc"
StringUtils.join([null, "", "a"]) = "a"

查看源码可以发现，其内部使用的仍然是 StringBuilder：

public static String join(final Object[] array, String separator, final int startIndex,
		final int endIndex) {
   if (array == null) {
     return null;
   }
   if (separator == null) {
     separator = EMPTY;
   }
   final StringBuilder buf = new StringBuilder(noOfItems * 16);
   for (int i = startIndex; i < endIndex; i++) {
     if (i > startIndex) {
       buf.append(separator);
     }
     if (array[i] != null) {
       buf.append(array[i]);
     }
   }
   return buf.toString();
}

七、不建议在 for 循环中使用 “+” 进行字符串拼接

第一段，for 循环中使用 “+” 操作符。

String result = "";
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
 result += "六六六";
}

第二段，for 循环中使用 append。

StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
 sb.append("六六六");
}

这两段代码分别会耗时测试结果如下：
①第一段代码执行完的时间为 6212 毫秒
②第二段代码执行完的时间为 1 毫秒

第一段的 for 循环中创建了大量的 StringBuilder 对象，而第二段代码至始至终只有一个 StringBuilder 对象。所以不建议在 for 循环中使用 “+” 进行字符串拼接。

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