String类

String是Java开发中非常高频使用的一个类

重要

它有两个子类，StringBuffer 和 StringBuilder 在项目中也会被高频使用

classDiagram
    class String {
        -final char[] value
        +length() int
        +charAt(int) char
        +substring(int) String
        +equals(Object) boolean
    }
    class StringBuilder {
        +append(String) StringBuilder
        +toString() String
    }
    class StringBuffer {
        +append(String) StringBuffer
        +toString() String
    }
    String <.. StringBuilder
    String <.. StringBuffer

对比

特点	String	StringBuilder	StringBuffer
可变性	不可变	可变	可变
线程安全	是	否	是
性能	较差	最好	较好
适用场景	少量字符串操作	单线程大量字符串操作	多线程大量字符串操作
内存使用	每次修改都创建新对象	动态扩容，内存效率高	动态扩容，内存效率高
同步机制	不需要	不需要	需要
初始容量	无	16	16
扩容策略	不适用	2倍+2	2倍+2

示例代码

StringStringBufferStringBuilder

public class StringDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 字符串创建
        String s1 = "hello"; // 字符串常量池
        String s2 = new String("hello"); // 堆中新对象
        String s3 = "hello";

        // == 和 equals比较
        System.out.println("s1 == s2: " + (s1 == s2)); // false
        System.out.println("s1 == s3: " + (s1 == s3)); // true
        System.out.println("s1 equals s2: " + s1.equals(s2)); // true

        // 常用方法
        System.out.println("长度: " + s1.length());
        System.out.println("拼接: " + s1.concat(" world"));
        System.out.println("子串: " + "hello".substring(1, 3)); // el
        System.out.println("替换: " + "hello".replace('l', 'L')); // heLLo
        System.out.println("分割: " + Arrays.toString("a,b,c".split(",")));

        // 字符串拼接性能
        long start = System.currentTimeMillis();
        String result = "";
        for(int i = 0; i < 10000; i++) {
            result += i; // 性能差，每次创建新对象
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("普通拼接耗时: " + (end - start) + "ms");

        // 使用StringBuilder优化
        start = System.currentTimeMillis();
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for(int i = 0; i < 10000; i++) {
            sb.append(i);
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("StringBuilder耗时: " + (end - start) + "ms");

        // 其他常用方法
        System.out.println("是否包含: " + "hello".contains("ell")); // true
        System.out.println("去除空格: " + " hello ".trim()); // hello
        System.out.println("格式化: " + String.format("姓名:%s, 年龄:%d", "张三", 25));
    }
}

public class StringBufferDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建StringBuffer对象
        StringBuffer sb = new StringBuffer();

        // 追加字符串
        sb.append("Hello");
        sb.append(" ");
        sb.append("World");
        System.out.println("追加后: " + sb.toString());

        // 插入字符串
        sb.insert(5, " Java");
        System.out.println("插入后: " + sb.toString());

        // 删除字符串
        sb.delete(5, 10);
        System.out.println("删除后: " + sb.toString());

        // 替换字符串
        sb.replace(0, 5, "Hi");
        System.out.println("替换后: " + sb.toString());

        // 反转字符串
        sb.reverse();
        System.out.println("反转后: " + sb.toString());

        // 设置长度
        sb.setLength(5);
        System.out.println("设置长度后: " + sb.toString());

        // 获取容量
        System.out.println("当前容量: " + sb.capacity());

        // 确保容量
        sb.ensureCapacity(50);
        System.out.println("确保容量后: " + sb.capacity());
    }
}

public class StringBuilderDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建StringBuilder对象
        StringBuilder sb = new StringBuilder();

        // 追加字符串
        sb.append("Hello");
        sb.append(" ");
        sb.append("World");
        System.out.println("追加后: " + sb.toString());

        // 插入字符串
        sb.insert(5, " Java");
        System.out.println("插入后: " + sb.toString());

        // 删除字符串
        sb.delete(5, 10);
        System.out.println("删除后: " + sb.toString());

        // 替换字符串
        sb.replace(0, 5, "Hi");
        System.out.println("替换后: " + sb.toString());

        // 反转字符串
        sb.reverse();
        System.out.println("反转后: " + sb.toString());

        // 设置长度
        sb.setLength(5);
        System.out.println("设置长度后: " + sb.toString());

        // 获取容量
        System.out.println("当前容量: " + sb.capacity());

        // 确保容量
        sb.ensureCapacity(50);
        System.out.println("确保容量后: " + sb.capacity());

        // 链式调用
        StringBuilder chain = new StringBuilder()
            .append("Hello")
            .append(" ")
            .append("World")
            .insert(5, " Java")
            .delete(5, 10)
            .replace(0, 5, "Hi");
        System.out.println("链式调用结果: " + chain.toString());
    }
}

使用场景

String使用场景

字符串常量定义

String name = "张三";
String path = "/api/v1/users";

字符串比较和查找

if (userName.equals("admin")) {
    // 处理管理员逻辑
}

字符串分割和截取

String[] parts = "a,b,c".split(",");
String sub = "hello".substring(0, 2);

字符串格式化

String message = String.format("用户%s的年龄是%d", name, age);

StringBuilder使用场景

大量字符串拼接

StringBuilder sql = new StringBuilder();
sql.append("SELECT * FROM users WHERE 1=1");
if (name != null) {
    sql.append(" AND name = '").append(name).append("'");
}

动态构建HTML/XML

StringBuilder html = new StringBuilder();
html.append("<div>")
    .append("<h1>").append(title).append("</h1>")
    .append("<p>").append(content).append("</p>")
    .append("</div>");

日志信息构建

StringBuilder log = new StringBuilder();
log.append("用户登录失败：")
   .append("用户名=").append(username)
   .append(", IP=").append(ip)
   .append(", 时间=").append(new Date());

StringBuffer使用场景

多线程环境下的字符串操作

public class LogBuffer {
    private StringBuffer buffer = new StringBuffer();

    public synchronized void appendLog(String message) {
        buffer.append(new Date()).append(": ").append(message).append("\n");
    }
}

线程安全的字符串构建器

public class ThreadSafeBuilder {
    private StringBuffer buffer = new StringBuffer();

    public void buildMessage(String part) {
        buffer.append(part);
    }

    public String getResult() {
        return buffer.toString();
    }
}

并发环境下的日志记录

public class ConcurrentLogger {
    private StringBuffer logBuffer = new StringBuffer();

    public void log(String message) {
        synchronized(logBuffer) {
            logBuffer.append(Thread.currentThread().getName())
                    .append(": ")
                    .append(message)
                    .append("\n");
        }
    }
}

选择建议

如果字符串内容固定，使用String
如果单线程下需要频繁修改字符串，使用StringBuilder
如果多线程下需要频繁修改字符串，使用StringBuffer
如果字符串操作次数较少，直接使用String即可
如果字符串操作次数较多，优先考虑StringBuilder（单线程）或StringBuffer（多线程）