什么情况下用+运算符进行字符串连接比调用StringBuffer/StringBuilder对象的append方法连接字符串性能更好？

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：

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：

String s = "abc";
String ss = "ok" + s + "xyz" + 5;
System.out.println(ss);

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 String s = "abc";
2 String ss = (new StringBuilder("ok")).append(s).append("xyz").append(5).toString();
3 System.out.println(ss);

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：

String s = "";
Random rand = new Random();
for (int i = 0; i < 10; i++){
s = s + rand.nextInt(1000) + " ";
}
System.out.println(s);

上面的代码返编译后的Java Byte Code如下：

 

String s = "";
Random rand = new Random();
for(int i = 0; i < 10; i++)
    s = (new StringBuilder(String.valueOf(s))).append(rand.nextInt(1000)).append(" ").toString();
System.out.println(s);

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 Random rand = new Random();
2 StringBuilder result = new StringBuilder();
3 for (int i = 0; i < 10; i++){
4 result.append(rand.nextInt(1000));
5 result.append(" ");
6 }
7 System.out.println(result.toString());

上面代码反编译后的结果如下：

Random rand = new Random();
StringBuilder result = new StringBuilder();
for(int i = 0; i < 10; i++){
result.append(rand.nextInt(1000));
result.append(" ");
}

System.out.println(result.toString());
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++){
result.append((new StringBuilder(String.valueOf(rand.nextInt(1000)))).append(" ").toString());
}

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。

什么情况下用+运算符进行字符串连接比调用StringBuffer/StringBuilder对象的append方法连 接字符串性能更好？

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