前言
讓客戶滿意是我們工作的目標(biāo)，不斷超越客戶的期望值來(lái)自于我們對(duì)這個(gè)行業(yè)的熱愛(ài)。我們立志把好的技術(shù)通過(guò)有效、簡(jiǎn)單的方式提供給客戶，將通過(guò)不懈努力成為客戶在信息化領(lǐng)域值得信任、有價(jià)值的長(zhǎng)期合作伙伴，公司提供的服務(wù)項(xiàng)目有：主機(jī)域名、網(wǎng)絡(luò)空間、營(yíng)銷軟件、網(wǎng)站建設(shè)、玉泉街道網(wǎng)站維護(hù)、網(wǎng)站推廣。
相信很多程序員在使用String、StringBuilder和StringBuffer的時(shí)候都知道怎么使用，卻并不會(huì)去看其原理，
在學(xué)習(xí)這三個(gè)類之前先認(rèn)識(shí)一下CharSequence接口和Appendable接口：
CharSequence接口，出自于JDK1.4，有如下幾個(gè)常用的方法：
int length(); 返回字符序列長(zhǎng)度
char charAt(int index); 返回字符序列在指定索引處的字符
CharSequence subSequence(int start, int end); 截取字符序列從索引start到end之間的值。包括start不包括end。例如：長(zhǎng)度為5的字符序列“12345”，截圖0到3的值為“123”，即真正的返回值為索引start到end-1之間的值。
Appendable接口，出自JDK1.5，有如下幾個(gè)常用方法：
Appendable append(CharSequence csq) throws IOException; 拼接字符序列
Appendable append(CharSequence csq, int start, int end) throws IOException; 拼接字符序列指定區(qū)間內(nèi)的字符序列，包括start不包括end。即真正拼接的值為索引start到end-1之間的值。
Appendable append(char c) throws IOException; 拼接字符
概括
String類是字符串常量，是不可更改的常量。而StringBuffer是字符串變量，它的對(duì)象是可以擴(kuò)充和修改的。
StringBuffer類的構(gòu)造函數(shù)
public StringBuffer()
創(chuàng)建一個(gè)空的StringBuffer類的對(duì)象。
public StringBuffer( int length )
創(chuàng)建一個(gè)長(zhǎng)度為 參數(shù)length 的StringBuffer類的對(duì)象。
注意:如果參數(shù)length小于0，將觸發(fā)NegativeArraySizeException異常。
public StringBuffer( String str )
用一個(gè)已存在的字符串常量來(lái)創(chuàng)建StringBuffer類的對(duì)象。
StringBuffer類
StringBuffer類，繼承AbstractStringBuilder，實(shí)現(xiàn)Serializable序列化，操作上是線程安全的，線程安全的原因就是該類進(jìn)行數(shù)據(jù)操作的相關(guān)方法都加了synchronized關(guān)鍵字，而StringBuilder則都沒(méi)有加。
toStringCache變量：使用transient修飾，不參與序列化，作為toString方法緩存用
默認(rèn)構(gòu)造器：調(diào)用父類構(gòu)造器，傳遞一個(gè)默認(rèn)的長(zhǎng)度值16，父類構(gòu)造器創(chuàng)建一個(gè)長(zhǎng)度為16的字符數(shù)組;
參數(shù)為int的構(gòu)造器：參數(shù)為int的構(gòu)造器意思是構(gòu)造一個(gè)指定長(zhǎng)度的字符數(shù)組
參數(shù)為String和CharSequence的構(gòu)造器：會(huì)構(gòu)造一個(gè)長(zhǎng)度為(16+CharSequence字符長(zhǎng)度)或者(16+String字符串長(zhǎng)度)的字符數(shù)組。然后再拼接一下參數(shù)中的字符或者字符串，如果參數(shù)為null會(huì)拋出空指針異常(NullPointerException)。
length方法：返回實(shí)際數(shù)據(jù)長(zhǎng)度
capacity方法：返回父類構(gòu)造器的字符數(shù)組長(zhǎng)度
public final class StringBuffer extends AbstractStringBuilder
implements java.io.Serializable, CharSequence{
private transient char[] toStringCache;
/** use serialVersionUID from JDK 1.0.2 for interoperability */
static final long serialVersionUID = 3388685877147921107L;
public StringBuffer() {
super(16);
}
public StringBuffer(int capacity) {
super(capacity);
}
public StringBuffer(String str) {
super(str.length() + 16);
append(str);
}
public StringBuffer(CharSequence seq) {
this(seq.length() + 16);
append(seq);
}
@Override
public synchronized int length() {
return count;
}
@Override
public synchronized int capacity() {
return value.length;
}
接下來(lái)看一看一些相關(guān)操作的方法：
可以看到如拼接，插入，刪除，替換之類的操作都是調(diào)用父類的方法，并且返回的是調(diào)用該方法的類對(duì)象，這就表明StringBuffer類在進(jìn)行數(shù)據(jù)改變的操作后返回類對(duì)象本身，原因就是父類中儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的字符數(shù)組value沒(méi)有final所修飾，所以可以做到修改數(shù)據(jù)而不改變類對(duì)象。
而String類中儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的字符數(shù)組變量value是被final修飾的，也就說(shuō)明無(wú)法對(duì)String類對(duì)象的值進(jìn)行直接的修改，所以對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)改變操作的返回值都是new String(XXX),也就是每個(gè)返回值都是一個(gè)新的String對(duì)象，所以String類不適合大量的數(shù)據(jù)值改變的操作。
toStringCache變量：只有在調(diào)用toString方法的時(shí)候給予賦值操作，臨時(shí)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，然后轉(zhuǎn)換為Sting對(duì)象當(dāng)做返回值。而每次對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行改變的時(shí)候都會(huì)重置變量值，保證每次toString之前該變量都是空。
@Override
public synchronized StringBuffer append(String str) {
toStringCache = null;
super.append(str);
return this;
}
@Override
public synchronized StringBuffer delete(int start, int end) {
toStringCache = null;
super.delete(start, end);
return this;
}
@Override
public synchronized StringBuffer replace(int start, int end, String str) {
toStringCache = null;
super.replace(start, end, str);
return this;
}
@Override
public synchronized StringBuffer insert(int index, char[] str, int offset,
int len)
{
toStringCache = null;
super.insert(index, str, offset, len);
return this;
}
@Override
public int indexOf(String str) {
// Note, synchronization achieved via invocations of other StringBuffer methods
return super.indexOf(str);
}
@Override
public synchronized int indexOf(String str, int fromIndex) {
return super.indexOf(str, fromIndex);
}
@Override
public int lastIndexOf(String str) {
// Note, synchronization achieved via invocations of other StringBuffer methods
return lastIndexOf(str, count);
}
@Override
public synchronized int lastIndexOf(String str, int fromIndex) {
return super.lastIndexOf(str, fromIndex);
}
@Override
public synchronized StringBuffer reverse() {
toStringCache = null;
super.reverse();
return this;
}
@Override
public synchronized String toString() {
if (toStringCache == null) {
toStringCache = Arrays.copyOfRange(value, 0, count);
}
return new String(toStringCache, true);
}
StringBuilder類
StringBuilder類和StringBuffer差不多，少了一個(gè)toStringCache變量，所以的操作方法都沒(méi)有添加sybchronized關(guān)鍵字，所以StringBuilder是線程不安全的類。就不多說(shuō)了哈(*^▽^*)。
AbstractStringBuilder
AbstractStringBuilder產(chǎn)于JDK1.5，實(shí)現(xiàn)Appendable接口和CharSequence接口
該類只能被繼承，有兩個(gè)子類StringBuffer和StringBuilder，會(huì)默認(rèn)調(diào)用有參構(gòu)造器，指定初始化的字符串?dāng)?shù)據(jù)長(zhǎng)度
value： 實(shí)例化時(shí)創(chuàng)建出來(lái)的字符數(shù)組
count： 實(shí)際數(shù)據(jù)包含的字符的長(zhǎng)度
length方法：返回實(shí)際數(shù)據(jù)包含的字符的長(zhǎng)度
capacity方法：返回字符數(shù)組的大小
代碼如下：
abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {
char[] value;
int count;
AbstractStringBuilder() {
}
AbstractStringBuilder(int capacity) {
value = new char[capacity];
}
@Override
public int length() {
return count;
}
public int capacity() {
return value.length;
}
數(shù)據(jù)儲(chǔ)存空間操作相關(guān)方法：
ensureCapacityInternal：每次進(jìn)行數(shù)據(jù)改變操作之前都會(huì)調(diào)用的方法，其意在于確保數(shù)組變量value有能力承受接下來(lái)的改變，說(shuō)白了就是對(duì)數(shù)據(jù)操作的之前改變字符數(shù)組大小，使其容量能足夠接下來(lái)的操作使用而不出現(xiàn)錯(cuò)誤。
MAX_ARRAY_SIZE：私有靜態(tài)常量，值為 Integer.MAX_VALUE - 8，按照文檔翻譯來(lái)說(shuō)，就是字符數(shù)組的最大容量，但是卻沒(méi)有達(dá)到Integer的最大值，原因是某些JVM虛擬機(jī)會(huì)在一個(gè)數(shù)組中保留一些標(biāo)題詞，如果強(qiáng)行嘗試區(qū)分配超過(guò)這個(gè)容量的數(shù)組可能會(huì)導(dǎo)致拋出異常OutOfMemoryError：請(qǐng)求的數(shù)組大小超過(guò)VM限制。
newCapacity：重新設(shè)置字符數(shù)組的容量，并作為返回值。參數(shù)表示字符數(shù)組的最小容量，首先要知道字符串?dāng)?shù)組初始長(zhǎng)度為16，擴(kuò)容方式為原字符數(shù)組長(zhǎng)度左移一位后再加2(原字符數(shù)組長(zhǎng)度乘以2，再加2)。該方法就是比較一次擴(kuò)容后value長(zhǎng)度值newCapacity和參數(shù)指定的最小值minCapacity，如果一次擴(kuò)容滿足最小值需求，則使用newCapacity，如果不滿于則直接使用minCapacity并且賦值于newCapacity，最后判斷minCapacity的大小是否大于0并小于指定的MAX_ARRAY_SIZE的值，如果滿足則返回minCapacity的值，如果不滿足則表示要求的最小值超過(guò)了建議的最大值容量，那將把minCapacity傳遞給為hugeCapacity方法，并以該方法的返回值作為本方法的返回值，如下。鄭州專業(yè)婦科醫(yī)院 http://www.hnzzkd.com/
hugeCapacity：如果參數(shù)給定值超過(guò)Integer的類型最大值，拋出內(nèi)存溢出異常，如果小于Integer的最大值，則和AbstractStringBuilder類的建議值對(duì)比，哪一個(gè)值大，則使用哪一個(gè)值作為返回值。
trimToSize：去除多余的數(shù)組儲(chǔ)存空間，提高空間利用率。比較數(shù)組空間value的大小和實(shí)際數(shù)據(jù)count大小，如果實(shí)際數(shù)據(jù)元素小于value，則表示實(shí)際數(shù)據(jù)并未占滿分配的空間，調(diào)用Arrays.copyOf方法把value中的空間鋪滿，返回鋪滿后的value值，
setLength：設(shè)置當(dāng)前序列的長(zhǎng)度為指定的參數(shù)長(zhǎng)度newLength，如果當(dāng)前序列的長(zhǎng)度超出指定長(zhǎng)度newLength，就把已有序列的前面長(zhǎng)度為newLength的字符拷貝到新字符序列里，多出來(lái)的一部分舍棄。如果不超過(guò)newLegth，原有數(shù)據(jù)不變，就把缺少的幾個(gè)位置的數(shù)據(jù)設(shè)置為空字符。
private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {
// overflow-conscious code
if (minimumCapacity - value.length > 0) {
value = Arrays.copyOf(value,
newCapacity(minimumCapacity));
}
}
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
private int newCapacity(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int newCapacity = (value.length << 1) + 2;
if (newCapacity - minCapacity < 0) {
newCapacity = minCapacity;
}
return (newCapacity <= 0 || MAX_ARRAY_SIZE - newCapacity < 0)
? hugeCapacity(minCapacity)
: newCapacity;
}
private int hugeCapacity(int minCapacity) {
if (Integer.MAX_VALUE - minCapacity < 0) { // overflow
throw new OutOfMemoryError();
}
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE)
? minCapacity : MAX_ARRAY_SIZE;
}
public void trimToSize() {
if (count < value.length) {
value = Arrays.copyOf(value, count);
}
}
public void setLength(int newLength) {
if (newLength < 0)
throw new StringIndexOutOfBoundsException(newLength);
ensureCapacityInternal(newLength);
if (count < newLength) {
Arrays.fill(value, count, newLength, '\0');
}
count = newLength;
}
接下來(lái)看一下實(shí)際的數(shù)據(jù)操作，這里以最常用的拼接和替換為例：
appendNull：先擴(kuò)容，然后依次拼接字符n u l l，拼接的同時(shí)進(jìn)行count++;
append：先判斷字符串是否為null，如果是執(zhí)行appendNull，如果不是空，則獲取目標(biāo)對(duì)象的長(zhǎng)度，然后進(jìn)行擴(kuò)容，然后把目標(biāo)對(duì)象拷貝到value的后面。然后更新數(shù)據(jù)的大小count。返回類對(duì)象
replace：先判斷一系列索引越界問(wèn)題，如果都沒(méi)問(wèn)題檢查end是否超出count，超出了則修改end的值為count，獲取目標(biāo)字符串的長(zhǎng)度，計(jì)算經(jīng)過(guò)替換后的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。原長(zhǎng)度減去要被替換的長(zhǎng)度加上要替換成的字符串長(zhǎng)度：count-(end-start)+len。計(jì)算完成后更新字符數(shù)組大小，拷貝字符后更新count的值。返回類對(duì)象
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;
}
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;
}
public AbstractStringBuilder replace(int start, int end, String str) {
if (start < 0)
throw new StringIndexOutOfBoundsException(start);
if (start > count)
throw new StringIndexOutOfBoundsException("start > length()");
if (start > end)
throw new StringIndexOutOfBoundsException("start > end");
if (end > count)
end = count;
int len = str.length();
int newCount = count + len - (end - start);
ensureCapacityInternal(newCount);
System.arraycopy(value, end, value, start + len, count - end);
str.getChars(value, start);
count = newCount;
return this;
}
public AbstractStringBuilder delete(int start, int end) {
if (start < 0)
throw new StringIndexOutOfBoundsException(start);
if (end > count)
end = count;
if (start > end)
throw new StringIndexOutOfBoundsException();
int len = end - start;
if (len > 0) {
System.arraycopy(value, start+len, value, start, count-end);
count -= len;
}
return this;
}
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