Java中最快的char转换为字符串方法

Question

Java中最快的char转换为字符串方法

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我看到在Java中将char转换为String有四种选择。

v = Something.lookup(new String((char)binaryData[idx])); // SORRY! Wrong.
v = Something.lookup("" + (char)binaryData[idx]);
v = Something.lookup(String.valueOf((char)binaryData[idx]));
v = Something.lookup(Character.toString((char)binaryData[idx])));

我认为第一个选项最慢。第二个选项非常方便。我推测第三个选项可能会返回先前创建的String实例，但我不确定，API文档也没有说明。选项四也是如此。如果能够重用实例，那么基于哈希的查找就可以利用String中的hashCode()缓存，这将非常有利。（虽然这个特性未在API文档中描述，但很多人告诉我）

我来自C++，感觉缺乏复杂性信息让人困扰。:-) 我的猜测正确吗？我们是否有任何官方文档声明了性能保证和缓存机制？

- Notinlist

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“第二种方法非常方便”- 我认为如果你试图阅读代码的话，这并不方便。该代码使用了字符串拼接和空字符串，它们都不是实际想要实现的部分。在我看来最好完全使用String.valueOf，并且您是否已经衡量过其中任何一个呢？您知道这是否真的是代码的瓶颈吗？您是否尝试确定String.valueof是否确实缓存了值？（很容易判断……）假设“binaryData”是一个“byte[]”，那么您可以轻松地自己构建一个带有256个字符串的“String[]”，以绝对保证缓存。 - Jon Skeet

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还有一件事需要记住：这些二进制数据是从哪里来的？你确定它们真的代表了Java中的“char”值吗？不用担心编码问题吗？ - GhostCat

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由于您不是将字符转换为字符串，而是将字节转换为字符串，并且在不考虑编码和多字节字符的情况下进行转换，因此所有这些选项都是错误的。当您的解决方案本身不正确时，速度是您最不需要担心的事情。 - biziclop

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只需要问问自己，在过去，字符串转换有多少次拖累了应用程序的性能？又有多少次遇到了“神秘”的编码问题？这将为您提供速度和正确性的相对重要性。但是，如果您真的需要进行字符转换，除了选项1和2之外的任何选项都可以使用。使用new String()创建新字符串实例很少是一个好主意，选项2是难看的隐式转换误用。 - biziclop

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@Notinlist 所以你非常注重高性能领域。我肯定会选择一个包含所有可能字符串的表格，以避免创建数十亿个对象。事实上，如果可能的话，我可能会尽量避免使用字符串和字符。 - biziclop

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4个回答

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第二种方法理论上肯定比较慢，因为它需要翻译成其他语言。

v = Something.lookup(new StringBuilder().append("").append((char)binaryData[idx]).toString());

StringBuilder是使用一个初始化为16个值的char[]实现的。因此，StringBuilder选项会初始化一个大小为16的char[]，只复制设置的单元格（在这种情况下只有第一个单元格）到结果字符串中。

String.valueOf（相当于Character.toString）使用大小为1的char[]，然后直接设置String的支持char[]，从而避免了需要复制的过程。

第一种方法不会编译（至少在java 7下不会），因为没有接受单个字符输入的String构造函数：http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/lang/String.html

- EvenLisle

我的意思是第二个选项做更多的工作，理论上应该更慢。 - EvenLisle

“理论上，理论和实践没有区别。但在实践中，有区别。” :-) 在使用Hotspot JVM 8时，这三个选项之间没有明显的区别。 - assylias

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HotSpot JIT编译器能够识别典型的字符串连接模式：new StringBuilder().append().append()...toString()，并且可以对其进行良好的优化。实际上，"" + c 比 Character.toString 更快。 - apangin

@assylles 早期版本中确实存在这个问题。但主要问题是，无论如何都不太可能有影响。因为首先解决方案本身就是错误的。 - biziclop

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第一个解决方案无法编译。第二个解决方案在内部创建一个字符串，调用类似于Character.valueOf(char)的代码。第三个解决方案比第四个好，因为Character.toString(char ch)的内部实现是调用了String.valueOf。

public static String toString(char c) {
    return String.valueOf(c);
}

第三个String.valueOf(char ch)的内部实现如下：

public static String valueOf(char c) {
    char data[] = {c};
    return new String(0, 1, data);
}

- Davide Lorenzo MARINO

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我来自C++，感觉缺乏复杂度信息有点困扰。 :-) 我的猜测是正确的吗？我们是否有任何官方文档声明性能保证和缓存机制？

回答这个问题的部分：一般情况下没有。您会找到内置集合的渐近性能信息，可能还有其他一些领域的信息，但总体而言，这些问题留给了VM实现自行决定。当然，您可以查看源代码，但请记住，有些影响性能的因素是您无法直接控制的：JIT编译和垃圾收集是最大的两个因素。

您应该因此而困扰吗？我认为不应该，Java的前提是低级性能很少是应用程序开发人员需要关注的问题。这是一个权衡，您可以争论它是否是一个好的权衡，但它就是它。

但是，当您达到可以开发真正高性能系统的程度时，您将逐步掌握所有必要的信息。

- biziclop

如果可以的话，我会增加更多的点赞，因为这是唯一处理问题第二部分的答案。 - Notinlist

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@Notinlist 只是一个小补充：你的问题（或者说，你得到的答案）展示了这个政策在实践中如何给出非常少的实现保证。 ""+c 最初是一种“坏习惯”，非常不受欢迎，而且速度很慢。但是从Java 8开始，JIT编译器显然认可了这种模式，并为其生成与所有其他解决方案一样快的代码。如果有更多的实现细节保证，也许这是不可能的。 - biziclop

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可以查看英文原文，
原文链接

- isnot2bad · Accepted Answer

首先，Java规范对于这四种方法的性能并没有做出任何说明，因此结果可能会因使用的JRE版本和供应商而异。

如果您使用Oracle的JRE，可以轻松地自行检查源代码！在Java8中，如下所示：

给定一个带有某个值的char c：

- new String(c)无法编译。没有这样的构造函数。 - "" + c看起来不美观，繁琐且棘手。内部它创建一个新的空StringBuilder并将字符附加到其中。然后它从StringBuilder创建一个新的String实例。 - Character.toString(c)委托给String.valueOf(c)。 - String.valueOf(c)创建一个新的String实例。

那么该使用哪个呢？ 最易读的方法！ 在我看来，这是String.valueOf(c)或Character.toString(c)！