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深度探讨Java中String和StringBuilder

article 2024/12/27 14:25:15

使用 StringBuilder 而不是 String，原因主要与性能和效率相关。以下是详细的解释：

1. `String` 是不可变的：

在 Java 中，String 是不可变对象，这意味着每次对 String 进行修改（比如拼接操作），都会创建一个新的 String 对象。
每次拼接操作，都会新建一个 String 实例并把原始字符串复制到新实例中，导致内存和时间的浪费。

举个例子，使用 String 来进行多次拼接：

String result = "";
for (char c : s.toCharArray()) {
    result += c;  // 每次拼接都会创建新的 String 对象
}

每次 += 操作，都会创建一个新的字符串对象并将原来的内容复制到新的字符串中，这在大量拼接操作中效率非常低。

2. `StringBuilder` 是可变的：

与 String 不同，StringBuilder 是可变对象，它允许在原有的字符序列上直接修改内容，而不需要创建新的对象。
StringBuilder 通过动态数组来存储字符，当需要追加新字符时，直接在数组后追加，避免了重复创建对象和内存复制的开销。

举个例子，使用 StringBuilder 拼接：

StringBuilder result = new StringBuilder();
for (char c : s.toCharArray()) {
    result.append(c);  // 在原有的 StringBuilder 对象上直接追加字符
}

这种方式非常高效，因为它避免了不必要的对象创建和数组复制。

3. 多行字符拼接：

在你的代码中，使用 List<StringBuilder> 来保存多行字符，然后再逐行拼接：

for (StringBuilder row : rows) {
    res.append(row);  // 将每一行的 StringBuilder 对象追加到结果中
}

StringBuilder 的使用确保了整个过程中的字符串拼接操作都是高效的，不会因为每次拼接产生额外的对象开销。

4. 性能比较：

如果你在循环中频繁修改字符串，使用 String 可能会导致性能下降，特别是在处理大数据时。使用 StringBuilder 则能够显著提升性能，因为它的时间复杂度为 O(n)，而使用 String 进行拼接的时间复杂度为 O(n²)，这是因为每次拼接都需要创建新的字符串并复制之前的内容。