为什么在有String的情况下要使用StringBuilder？

Question

为什么在有String的情况下要使用StringBuilder？

javastringstringbuilder

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我第一次接触到 StringBuilder，很惊讶因为 Java 已经有一个非常强大的String类可以进行追加了。

为什么还需要一个新的String类呢？

我应该去哪里学习更多关于StringBuilder的内容呢？

- an00b

1

参见：Java中CharSequence和String的确切区别 和我的漂亮的类图。 - Basil Bourque

我只想指出这实际上曾经是我的一道面试题。他们问我如何填充一个大字符串..... - preOtep

StringBuilder在追加字符串时比String快上百倍。这里有一篇文章，附带了一个可以运行的Java脚本，你可以自己试一下：https://blog.terresquall.com/2023/08/try-it-yourself-compare-performance-java-string-stringbuilder-stringbuffer/ - John Doe

9个回答

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以下是一个具体示例，说明为什么 -

int total = 50000;
String s = ""; 
for (int i = 0; i < total; i++) { s += String.valueOf(i); } 
// 4828ms

StringBuilder sb = new StringBuilder(); 
for (int i = 0; i < total; i++) { sb.append(String.valueOf(i)); } 
// 4ms

可以看到性能的差异很大。

- Amir Raminfar

Ps. 我在我的Macbook Pro双核上运行了这个程序。 - Amir Raminfar

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这解释了为什么在有String的情况下需要使用StringBuilder，但这并不解释StringBuilder为什么如此快。但这并不是问题所在，因此这是一个有效的答案。 - Kerem Baydoğan

2

@krmby - 同意。回答为什么真正意味着另一个问题。 - Amir Raminfar

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为了公平比较，我认为你应该在末尾加入执行 s = sb.ToString(); 的时间，以便两个示例都执行了相同的操作（结果是一个 string）。 - Scott Whitlock

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String类是不可变的，而StringBuilder是可变的。

String s = "Hello";
s = s + "World";

上面的代码会创建两个对象，因为字符串是不可变的。

StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello");
sb.append("World");

上述代码只会创建一个对象，因为StringBuilder不是不可变的。

教训：每当需要多次操作/更新/追加字符串时，请使用StringBuilder，因为与String相比，它更有效率。

- Umesh K

8

StringBuilder是用于构建字符串的。特别是以一种非常高效的方式构建它们。String类适用于许多事情，但实际上在将新字符串组合成较小的字符串部分时，它的性能非常差，因为每个新字符串都是一个全新的、重新分配的字符串。(它是不可变的) StringBuilder保持相同的序列并修改它(可变)。

- Rex M

5

StringBuilder类是可变的，与String不同的是，它允许您修改字符串的内容而无需创建更多的String对象，当您需要大量修改字符串时，这可以提高性能。还有一个StringBuilder的对应物叫做StringBuffer，它也是同步的，因此非常适合多线程环境。

String的最大问题在于，任何与它相关的操作都会返回一个新的对象，例如：

String s1 = "something";
String s2 = "else";
String s3 = s1 + s2; // this is creating a new object.

- CarlosZ

5

确切地说，StringBuilder添加所有的字符串是O(N)，而添加字符串则是O(N^2)。检查源代码可以发现，这是通过保持一个可变字符数组来实现的。 StringBuilder使用数组长度加倍技术来实现摊销O(N^2)的性能，代价是可能需要翻倍的内存。您可以在最后调用trimToSize来解决这个问题，但通常StringBuilder对象仅被暂时使用。如果提供一个良好的最终字符串大小的起始猜测，可以进一步提高性能。

- mahogny

3

效率。

每次连接字符串时，都会创建一个新的字符串。例如：

String out = "a" + "b" + "c";

这将创建一个新的临时字符串，将"a"和"b"复制到其中，结果为"ab"。然后它创建另一个新的临时字符串，将"ab"和"c"复制到其中，结果为"abc"。这个结果然后被分配给out。

结果是一个时间复杂度为O(n²)（二次方）的Schlemiel the Painter's algorithm。

另一方面，StringBuilder允许您就地添加字符串，根据需要调整输出字符串的大小。

- Thomas

许多JVM实现将编译您的示例为StringBuilder，然后将最终结果转换为String。在这种情况下，它不会通过重复的String分配来组装。 - scottb

3

当你处理较大的字符串时，使用StringBuilder是很好的选择。它可以帮助你提高性能。

这里有一篇我发现很有用的文章。

快速的谷歌搜索可以帮到你。现在你雇了7个人来为你做一个谷歌搜索。 :)

- Vanchinathan Chandrasekaran

我们在这里不都是在做无偿工作吗？ - Arefe

1

文章链接已经失效/损坏。 - d-coder

1

Java有String、StringBuffer和StringBuilder：

String：它是不可变的
StringBuffer：它是可变的且线程安全的
StringBuilder：它是可变的但不是线程安全的，自Java 1.5引入

例如String：

public class T1 {

    public static void main(String[] args){

        String s = "Hello";

        for (int i=0;i<10;i++) {

            s = s+"a";
            System.out.println(s);
        }
    }
}

}

输出：将创建10个不同的字符串，而不仅仅是1个字符串。

Helloa
Helloaa
Helloaaa
Helloaaaa
Helloaaaaa
Helloaaaaaa
Helloaaaaaaa
Helloaaaaaaaa 
Helloaaaaaaaaa 
Helloaaaaaaaaaa

StringBuilder 示例：只会创建一个 StringBuilder 对象。

public class T1 {

    public static void main(String[] args){

        StringBuilder s = new StringBuilder("Hello");

        for (int i=0;i<10;i++) {    
            s.append("a");
            System.out.println(s);
        }
    }
}

- Kumar Vivek Mitra

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可以查看英文原文，
原文链接

- Bozho · Accepted Answer

String 不允许追加。在 String 上调用每个方法都会创建一个新对象并返回它。这是因为 String 是不可变的 - 它无法改变其内部状态。

另一方面，StringBuilder 是可变的。当您调用 append(..) 时，它会更改内部 char 数组，而不是创建一个新的字符串对象。

因此，最好使用：

StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 500; i ++) {
    sb.append(i);
}

可以使用 str.join() 方法代替 str += i，这样可以避免创建500个新的字符串对象。

请注意，在示例中我使用了循环。正如Helios在评论中指出的那样，编译器会自动将类似于 String d = a + b + c 的表达式转换为类似于以下的内容。

String d = new StringBuilder(a).append(b).append(c).toString();

还要注意，除了 StringBuilder 之外，还有一个 StringBuffer。区别在于前者具有同步的方法。如果您将其用作局部变量，请使用 StringBuilder。如果可能会被多个线程访问，则使用 StringBuffer（这种情况比较少见）。