《StringBuilder类的数据结构和扩容方式解读》

StringBuilder类的简单用法、数据结构和扩容方式解读

---

前言

在之前的文章中和大家讲过String字符串类具有不可变性，今天给大家介绍一个可变字符串类——StringBuilder类。

---

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、StringBuilder是什么？

和String类一样，StringBuilder类也是Java语言中编写好的一个类，它本身继承自

AbstractStringBuilder父类，有着final关键字声明，表示它不可以在被继承。

有着final关键字声明

二、使用方法

1.定义

代码如下（示例）：

与String方法定义方式相同

 public static void main(String[] args) {
        StringBuilder s = new StringBuilder("Hello,world");
        System.out.println(s);
    }

运行结果如下：

2.基本方法介绍

代码如下（示例）：

  （1）.append()方法：在原字符串尾部追加新字符串内容；

  （2）.insert()方法：在指定下标位置插入指定字符；

  （3）.delete()方法：删除指定下标区域的字符；

  （4）.reverse()方法：将原字符串反转；

  （5）.replace()方法：将指定下标区域的字符替换成其他字符；

以下代码为以上五种简单方法的实现，以及运行结果：

public static void main(String[] args) {
        //StringBulider,可变字符串，直接在源字符串上修改

        StringBuilder sb2 = new StringBuilder("地震高岗");

        //尾部追加
        sb2.append("西山一派千古秀");//地震高岗西山一派千古秀
        System.out.println(sb2);

        //指定位置插入
        sb2.insert(2,'*');//地震*高岗西山一派千古秀
        System.out.println(sb2);

        //指定下标删除
        sb2.delete(2,3);
        System.out.println(sb2);//地震高岗西山一派千古秀

        //字符串反转
        sb2.reverse();
        System.out.println(sb2);//秀古千派一山西岗高震地

        sb2.replace(0,2,"#");
        System.out.println(sb2);//#千派一山西岗高震地

    }

运行结果如下：

三、StringBuilder内部数据结构

StringBuilder类在进行初始化时，无论是调用其无参构造方法或是有参构造方法，最终都指向其父类AbstractStringBuilder的有参构造方法。

其父类有参构造方法的代码如下，我们可以看出其内部数据存储仍是采用的char[ ]数组，这一点玉String类相同，但不同的是少了final关键字的声明，这就是StringBuilder字符串可变的原因。

四、扩容方式

1、扩容原理

• StringBuilder 内部维护了一个字符数组 value，用于存储字符串数据。

• 有一个 count 变量来记录当前存储的字符数量。

• 当追加操作导致 count 达到或超过 value 数组的长度时，会触发扩容。

2、扩容步骤

1. 检查容量：

   • 在执行追加操作时，会调用 ensureCapacityInternal 方法，该方法会检查当前 value 数组的容量是否足够。

   • 若容量足够，继续追加操作；若不够，则触发扩容。

2. 计算新容量：

   • 新容量的计算规则通常是将原容量乘以 2 再加 2，即 newCapacity = (oldCapacity << 1) + 2。

   • 但如果原容量为 0，则新容量将被设置为 10。

   • 另外，如果新容量仍然不够存储追加的内容，新容量将被设置为所需的最小容量，即 count + len（len 是要追加的字符长度）。

3. 创建新数组：

   • 按照计算得到的新容量，创建一个新的字符数组。将原数组中的内容复制到新数组中。

   • 更新 value 数组为新数组。

---

3、代码如下（示例）：

public class StringBuilderExpansion {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder(5); // 初始容量为 5
        sb.append("Hello"); 
        System.out.println("当前容量: " + sb.capacity()); 
        sb.append(", World!"); 
        System.out.println("扩容后容量: " + sb.capacity()); 
    }
}

总结

今天给大家介绍了一个可变字符串类，StringBuilder类与Sting类有着诸多相同之处，但又一个根本的区别就是可变与不可变性。