字符串构建器

StringBuilder 类

String 对象类似于 StringBuilder 对象，只是它们可以被修改。在内部，这些对象被视为包含字符序列的可变长度数组。在任何时候，序列的长度和内容都可以通过方法调用进行更改。

除非字符串构建器在更简单的代码（参见本节末尾的示例程序）或更好的性能方面提供了优势，否则应始终使用字符串。在 Java SE 9 之前，如果您需要连接大量字符串，则将字符串追加到 StringBuilder 对象可能更有效。Java SE 9 中的字符串连接已优化，使连接比 StringBuilder 追加更有效。

长度和容量

与 String 类类似，StringBuilder 类也具有 length() 方法，该方法返回构建器中字符序列的长度。

与字符串不同，每个字符串构建器还具有容量，即已分配的字符空间数。容量由 capacity() 方法返回，它始终大于或等于长度（通常大于），并且会根据需要自动扩展以适应字符串构建器的添加。

您可以使用 StringBuilder 类的以下构造函数

• StringBuilder(): 创建一个空字符串构建器，容量为 16（16 个空元素）。
• StringBuilder(CharSequence cs): 构造一个字符串构建器，其中包含与指定 CharSequence 相同的字符，以及在 CharSequence 之后额外的 16 个空元素。
• StringBuilder(int initCapacity): 创建一个空字符串构建器，具有指定的初始容量。
• StringBuilder(String s): 创建一个字符串构建器，其值为指定的字符串初始化，以及在字符串之后额外的 16 个空元素。

例如，以下代码

// creates empty builder, capacity 16
StringBuilder sb = new StringBuilder();
// adds 9 character string at beginning
sb.append("Greetings");

将生成一个长度为 9、容量为 16 的字符串构建器

StringBuilder 类有一些与长度和容量相关的，String 类没有的方法

• void setLength(int newLength): 设置字符序列的长度。如果 newLength 小于 length()，则字符序列中的最后几个字符将被截断。如果 newLength 大于 length()，则在字符序列的末尾添加 null 字符。
• void ensureCapacity(int minCapacity): 确保容量至少等于指定的最小值。

许多操作（例如，append()、insert() 或 setLength() 可以增加字符串构建器中字符序列的长度，以使结果 length() 大于当前 capacity()。当这种情况发生时，容量会自动增加。

StringBuilder 操作

在 StringBuilder 上不可用于 String 的主要操作是 append() 和 insert() 方法，它们被重载以接受任何类型的数据。每个方法将其参数转换为字符串，然后将该字符串的字符追加或插入到字符串构建器中的字符序列中。append 方法始终在现有字符序列的末尾添加这些字符，而 insert 方法在指定的位置添加这些字符。

以下是 StringBuilder 类的一些方法。

• 您可以使用 append() 方法将任何基本类型或对象追加到字符串构建器。数据在追加操作发生之前被转换为字符串。
• delete(int start, int end) 方法删除 StringBuilder 的字符序列中从 start 到 end - 1（含）的子序列。
• 您可以使用 deleteCharAt(int index) 方法删除索引 index 处的 char。
• 您可以使用其中一个 insert(int offset) 方法在给定的 offset 处插入任何基本类型或对象。这些方法将要插入的元素作为第二个参数。数据在插入操作发生之前被转换为字符串。
• 您可以使用 replace(int start, int end, String s) 和 setCharAt(int index, char c) 方法替换字符。
• 您可以使用 reverse() 方法反转此字符串构建器中的字符序列。
• 您可以使用 toString() 方法返回一个包含构建器中字符序列的字符串。

注意：您可以对 StringBuilder 对象使用任何 String 方法，方法是首先使用 toString() 方法将字符串构建器转换为字符串。然后使用 StringBuilder(String string) 构造函数将字符串转换回字符串构建器。

StringBuilder 的实际应用

在标题为“字符串”的部分中列出的 StringDemo 程序是一个示例程序，如果使用 StringBuilder 而不是 String，该程序将更有效。

StringDemo 反转了一个回文。以下是它的清单

public class StringDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String palindrome = "Dot saw I was Tod";
        int len = palindrome.length();
        char[] tempCharArray = new char[len];
        char[] charArray = new char[len];
        
        // put original string in an 
        // array of chars
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            tempCharArray[i] = 
                palindrome.charAt(i);
        } 
        
        // reverse array of chars
        for (int j = 0; j < len; j++) {
            charArray[j] =
                tempCharArray[len - 1 - j];
        }
        
        String reversePalindrome =
            new String(charArray);
        System.out.println(reversePalindrome);
    }
}

运行该程序会产生以下输出

doT saw I was toD

为了完成字符串反转，该程序将字符串转换为字符数组（第一个 for 循环），将数组反转到第二个数组（第二个 for 循环），然后转换回字符串。

如果您将回文字符串转换为字符串构建器，则可以使用 reverse() 方法在 StringBuilder 类中。它使代码更简单，更易于阅读

public class StringBuilderDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String palindrome = "Dot saw I was Tod";
         
        StringBuilder sb = new StringBuilder(palindrome);
        
        sb.reverse();  // reverse it
        
        System.out.println(sb);
    }
}

运行此程序会产生相同的输出

doT saw I was toD

注意，println() 打印字符串构建器，如

System.out.println(sb);

因为 sb.toString() 被隐式调用，就像在任何其他 println 调用中的任何其他对象一样。

注意：还有一个 StringBuffer 类，它与 StringBuilder 类完全相同，只是它通过使其方法同步而线程安全。除非您绝对需要线程安全的类，否则您不需要使用 StringBuffer。