String“+”与StringBuffer/StringBuilder 对象的append方法
该题来自华为。
字符串是Java程序中最常用的数据结构之一。在Java中String类已经重载了"+"。也就是说，字符串可以直接
使用"+"进行连接，如下面代码所示：
1．String s = "abc" + "ddd"; 但这样做真的好吗？当然，这个问题不能简单地回答 yes or no。要根据具体情况来定。在 Java 中提供了一个
StringBuilder类（这个类只在J2SE5及以上版本提供，以前的版本使用StringBuffer类），这个类也可以起到"+"的
作用。那么我们应该用哪个呢？
下面让我们先看看如下的代码:
1.package string;
2.
3. public class TestSimplePlus
4. {
5. public static void main(String[] args)
6. {
7. String s = "abc";
8. String ss = "ok" + s + "xyz" + 5;
9. System.out.println(ss);
10. }
11. }上面的代码将会输出正确的结果。从表面上看，对字符串和整型使用"+"号并没有什么区别，但事实真的如此吗？
下面让我们来看看这段代码的本质。
我们首先使用反编译工具（如jdk带的javap、或jad）将 TestSimplePlus反编译成Java Byte Code，其中的奥
秘就一目了然了。在本文将使用jad来反编译，命令如下：
jad -o -a -s d.java TestSimplePlus.class
反编译后的代码如下:
1. package string;
2.
3. import java.io.PrintStream;
4.
5. public class TestSimplePlus
6. {
7. public TestSimplePlus()
8. {
9. // 0 0:aload_0
10. // 1 1:invokespecial #8 <Method void Object()>
11. // 2 4:return
12. }
13.
14. public static void main(String args[])
15. {
16. String s = "abc";
17. // 0 0:ldc1 #16 <String "abc">
18. // 1 2:astore_1
19. String ss = (new StringBuilder("ok")).append(s).append("xyz").append(5).toString();
20. // 2 3:new #18 <Class StringBuilder>
21. // 3 6:dup
22. // 4 7:ldc1 #20 <String "ok">
23. // 5 9:invokespecial #22 <Method void StringBuilder(String)>
24. // 6 12:aload_1
25. // 7 13:invokevirtual #25 <Method StringBuilder StringBuilder.append(String)>
26. // 8 16:ldc1 #29 <String "xyz">
27. // 9 18:invokevirtual #25 <Method StringBuilder StringBuilder.append(String)>
28. // 10 21:iconst_5
29. // 11 22:invokevirtual #31 <Method StringBuilder StringBuilder.append(int)>
30. // 12 25:invokevirtual #34 <Method String StringBuilder.toString()>
31. // 13 28:astore_2
32. System.out.println(ss);
33. // 14 29:getstatic #38 <Field PrintStream System.out>
34. // 15 32:aload_2
35. // 16 33:invokevirtual #44 <Method void PrintStream.println(String)>
36. // 17 36:return
37. }
38. }读者可能看到上面的Java字节码感到迷糊，不过大家不必担心。本文的目的并不是讲解Java Byte Code，因此，
并不用了解具体的字节码的含义。
使用 jad 反编译的好处之一就是可以同时生成字节码和源代码。这样可以进行对照研究。从上面的代码很容易看
出，虽然在源程序中使用了"+"，但在编译时仍然将"+"转换成StringBuilder。因此，我们可以得出结论，在 Java 中
无论使用何种方式进行字符串连接，实际上都使用的是 StringBuilder。
那么是不是可以根据这个结论推出使用"+"和StringBuilder的效果是一样的呢？这个要从两个方面的解释。如果
从运行结果来解释，那么"+"和StringBuilder是完全等效的。但如果从运行效率和资源消耗方面看，那它们将存在很
大的区别。
当然，如果连接字符串行表达式很简单（如上面的顺序结构），那么"+"和StringBuilder基本是一样的，但如果
结构比较复杂，如使用循环来连接字符串，那么产生的 Java Byte Code 就会有很大的区别。先让我们看看如下的代
码：
1. package string;
2.
3. import java.util.*;
4.
5. public class TestComplexPlus
6. {
7. public static void main(String[] args)
8. {
9. String s = "";
10. Random rand = new Random();
11. for (int i = 0; i < 10; i++)
12. {
13. s = s + rand.nextInt(1000) + " ";
14. }
15. System.out.println(s);
16. }
17. }上面的代码返编译后的 Java Byte Code 如下:
1. package string;
2.
3. import java.io.PrintStream;
4. import java.util.Random;
5.
6. public class TestComplexPlus
7. {
8.
9. public TestComplexPlus()
10. {
11. // 0 0:aload_0
12. // 1 1:invokespecial #8 <Method void Object()>
13. // 2 4:return
14. }
15.
16. public static void main(String args[])
17. {
18. String s = "";
19. // 0 0:ldc1 #16 <String "">
20. // 1 2:astore_1
21. Random rand = new Random();
22. // 2 3:new #18 <Class Random>
23. // 3 6:dup
24. // 4 7:invokespecial #20 <Method void Random()>
25. // 5 10:astore_2
26. for(int i = 0; i < 10; i++)
27. //* 6 11:iconst_0
28. //* 7 12:istore_3
29. //* 8 13:goto 49
30. s = (new StringBuilder(String.valueOf(s))).append(rand.nextInt(1000)).append(" ").toString();
31. // 9 16:new #21 <Class StringBuilder>
32. // 10 19:dup
33. // 11 20:aload_1
34. // 12 21:invokestatic #23 <Method String String.valueOf(Object)>
35. // 13 24:invokespecial #29 <Method void StringBuilder(String)>
36. // 14 27:aload_2
37. // 15 28:sipush 1000
38. // 16 31:invokevirtual #32 <Method int Random.nextInt(int)>
39. // 17 34:invokevirtual #36 <Method StringBuilder StringBuilder.append(int)>
40. // 18 37:ldc1 #40 <String " ">
41. // 19 39:invokevirtual #42 <Method StringBuilder StringBuilder.append(String)>
42. // 20 42:invokevirtual #45 <Method String StringBuilder.toString()>
43. // 21 45:astore_1
44.
45. // 22 46:iinc 3 1
46. // 23 49:iload_3
47. // 24 50:bipush 10
48. // 25 52:icmplt 16
49. System.out.println(s);
50. // 26 55:getstatic #49 <Field PrintStream System.out>
51. // 27 58:aload_1
52. // 28 59:invokevirtual #55 <Method void PrintStream.println(String)>
53. // 29 62:return
54. }
55. }大家可以看到，虽然编译器将"+"转换成了StringBuilder，但创建StringBuilder对象的位置却在for语句内
部。这就意味着每执行一次循环，就会创建一个StringBuilder对象（对于本例来说，是创建了10个StringBuilder
对象），虽然Java有垃圾回收器，但这个回收器的工作时间是不定的。如果不断产生这样的垃圾，那么仍然会占用
大量的资源。解决这个问题的方法就是在程序中直接使用StringBuilder来连接字符串，代码如下：
1. package string;
2.
3. import java.util.*;
4.
5. public class TestStringBuilder
6. {
7. public static void main(String[] args)
8. {
9. String s = "";
10. Random rand = new Random();
11. StringBuilder result = new StringBuilder();
12. for (int i = 0; i < 10; i++)
13. {
14. result.append(rand.nextInt(1000));
15. result.append(" ");
16. }
17. System.out.println(result.toString());
18. }
19. }上面代码反编译后的结果如下：
1. 20.package string;
2.
3. import java.io.PrintStream;
4. import java.util.Random;
5.
6. public class TestStringBuilder
7. {
8.
9. public TestStringBuilder()
10. {
11. // 0 0:aload_0
12. // 1 1:invokespecial #8 <Method void Object()>
13. // 2 4:return
14. }
15.
16. public static void main(String args[])
17. {
18. String s = "";
19. // 0 0:ldc1 #16 <String "">
20. // 1 2:astore_1
21. Random rand = new Random();
22. // 2 3:new #18 <Class Random>
23. // 3 6:dup
24. // 4 7:invokespecial #20 <Method void Random()>
25. // 5 10:astore_2
26. StringBuilder result = new StringBuilder();
27. // 6 11:new #21 <Class StringBuilder>
28. // 7 14:dup
29. // 8 15:invokespecial #23 <Method void StringBuilder()>
30. // 9 18:astore_3
31. for(int i = 0; i < 10; i++)
32. //* 10 19:iconst_0
33. //* 11 20:istore 4
34. //* 12 22:goto 47
35. {
36. result.append(rand.nextInt(1000));
37. // 13 25:aload_3
38. // 14 26:aload_2
39. // 15 27:sipush 1000
40. // 16 30:invokevirtual #24 <Method int Random.nextInt(int)>
41. // 17 33:invokevirtual #28 <Method StringBuilder StringBuilder.append(int)>
42. // 18 36:pop
43. result.append(" ");
44. // 19 37:aload_3
45. // 20 38:ldc1 #32 <String " ">
46. // 21 40:invokevirtual #34 <Method StringBuilder StringBuilder.append(String)>
47. // 22 43:pop
48. }
49.
50. // 23 44:iinc 4 1
51. // 24 47:iload 4
52. // 25 49:bipush 10
53. // 26 51:icmplt 25
54. System.out.println(result.toString());
55. // 27 54:getstatic #37 <Field PrintStream System.out>
56. // 28 57:aload_3
57. // 29 58:invokevirtual #43 <Method String StringBuilder.toString()>
58. // 30 61:invokevirtual #47 <Method void PrintStream.println(String)>
59. // 31 64:return
60. }
61. } 从上面的反编译结果可以看出，创建StringBuilder的代码被放在了for语句外。虽然这样处理在源程序中看起
来复杂，但却换来了更高的效率，同时消耗的资源也更少了。
在使用StringBuilder时要注意，尽量不要"+"和StringBuilder混着用，否则会创建更多的StringBuilder对
象，如下面代码所：
for (int i = 0; i < 10; i++) { result.append(rand.nextInt(1000)); result.append(" "); } 改成如下形式：
for (int i = 0; i < 10; i++){ result.append(rand.nextInt(1000) + " "); }则反编译后的结果如下：
for(int i = 0; i < 10; i++) //* 10 19:iconst_0 //* 11 20:istore 4 //* 12 22:goto 65
{ result.append((new StringBuilder(String.valueOf(rand.nextInt(1000)))).append(" ").toString()); // 13 25:aload_3 // 14 26:new #21 <Class StringBuilder> // 15 29:dup 从上面的代码可以看出，Java编译器将"+"编译成了StringBuilder，这样for语句每循环一次，又创建了一个
StringBuilder对象。
如果将上面的代码在JDK1.4下编译，必须将StringBuilder改为StringBuffer，而JDK1.4将"+"转换为
StringBuffer（因为JDK1.4并没有提供StringBuilder类）。StringBuffer和StringBuilder的功能基本一样，只是
StringBuffer是线程安全的，而StringBuilder不是线程安全的。因此，StringBuilder的效率会更高。
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