StringBuilder和StringBuffer的使用

本文通过对StringBuilder和StringBuffer的非官方试验测试,总结出两者在不同情况下的性能表现。指出在构造时指定容量可以显著提高性能,同时讨论了多线程安全性问题。
通过非官方试验测试,StringBuilder和StringBuffer的测试总结如下:
1. 为了获得更好的性能,在构造 StirngBuffer 或 StirngBuilder 时应尽可能指定它的容量。当然,如果你操作的字符串长度不超过 16 个字符就不用了。

2. 相同情况下使用 StirngBuilder 相比使用 StringBuffer 仅能获得 10%~15% 左右的性能提升,但却要冒多线程不安全的风险。而在现实的模块化编程中,负责某一模块的程序员不一定能清晰地判断该模块是否会放入多线程的环境中运行,因此:除非你能确定你的系统的瓶颈是在 StringBuffer 上,并且确定你的模块不会运行在多线程模式下,否则还是用 StringBuffer 吧 J

3. 用好现有的类比引入新的类更重要。很多程序员在使用 StringBuffer 时是不指定其容量的(至少我见到的情况是这样),如果这样的习惯带入 StringBuilder 的使用中,你将只能获得 10 %左右的性能提升(不要忘了,你可要冒多线程的风险噢);但如果你使用指定容量的 StringBuffer ,你将马上获得 45% 左右的性能提升,甚至比不使用指定容量的 StirngBuilder 都快 30% 左右。
【无人机】基于改进粒子群算法的无人机路径规划研究[遗传算法、粒子群算法进行比较](Matlab代码实现)内容概要:本文围绕基于改进粒子群算法的无人机路径规划展开研究,重点探讨了在复杂环境中利用改进粒子群算法(PSO)实现无人机三维路径规划的方法,并将其与遗传算法(GA)、标准粒子群算法等传统优化算法进行对比分析。研究内容涵盖路径规划的多目标优化、避障策略、航路点约束以及算法收敛性寻优能力的评估,所有实验均通过Matlab代码实现,提供了完整的仿真验证流程。文章还提到了多种智能优化算法在无人机路径规划中的应用比较,突出了改进PSO在收敛速度全局寻优方面的优势。; 适合人群:具备一定Matlab编程基础优化算法知识的研究生、科研人员及从事无人机路径规划、智能优化算法研究的相关技术人员。; 使用场景及目标:①用于无人机在复杂地形或动态环境下的三维路径规划仿真研究;②比较不同智能优化算法(如PSO、GA、蚁群算法、RRT等)在路径规划中的性能差异;③为多目标优化问题提供算法选型改进思路。; 阅读建议:建议读者结合文中提供的Matlab代码进行实践操作,重点关注算法的参数设置、适应度函数设计及路径约束处理方式,同时可参考文中提到的多种算法对比思路,拓展到其他智能优化算法的研究与改进中。
### StringBuilder StringBuffer使用方法及区别 #### 1. 基本概念 `StringBuilder` `StringBuffer` 都是用于处理可变字符串的对象。它们的主要区别在于线程安全性性能表现。 - **线程安全性** `StringBuffer` 中的方法大多被 `synchronized` 关键字修饰,这使得它在线程并发环境中是安全的[^3]。然而,这种同步机制会带来额外的开销,从而降低其运行效率。 相反,`StringBuilder` 并未采用任何同步措施,因此它是非线程安全的,但在单线程环境下具有更高的性能[^1]。 - **继承关系** 这两种类均继承自抽象基类 `AbstractStringBuilder`,这意味着它们的核心功能几乎完全一致。 --- #### 2. 方法对比 两者支持相同的操作集,例如: - **追加内容**: `append()` - **插入内容**: `insert()` - **删除子串**: `delete()` 或 `deleteCharAt()` - **替换子串**: `replace()` 以下是具体的代码示例展示两者的共同用法: ```java // 使用 StringBuffer StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer("初始值"); stringBuffer.append("附加内容").insert(0, "前缀").delete(5, 8); System.out.println(stringBuffer); // 使用 StringBuilder StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("初始值"); stringBuilder.append("附加内容").insert(0, "前缀").delete(5, 8); System.out.println(stringBuilder); ``` 尽管语法相似,但由于 `StringBuffer` 的同步特性,在高并发场景下可能更适合使用它[^4]。 --- #### 3. 性能比较 在性能方面,通常遵循以下规律: - 单线程环境:`StringBuilder > StringBuffer` 在无竞争条件下,`StringBuilder` 不受同步锁的影响,因而表现出更佳的速度更低的资源消耗[^1]。 - 多线程环境:`StringBuffer` 更可靠 如果多个线程同时访问并修改同一个对象,则应优先选用 `StringBuffer` 来保障数据一致性[^3]。 | 场景 | 推荐类型 | 原因 | |-----------------|------------------|----------------------------------------------------------------------| | 单线程操作 | `StringBuilder` | 提供更快的执行速度,因为无需承担同步带来的负担 | | 多线程共享变量 | `StringBuffer` | 能够有效防止竞态条件的发生 | --- #### 4. 实际应用案例分析 假设我们需要在一个循环中不断拼接大量字符串片段,下面分别展示了基于这两种类型的实现方式及其潜在差异。 ##### 示例一:简单字符串连接 (推荐使用 StringBuilder) ```java public static void main(String[] args) { long startTime = System.currentTimeMillis(); StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < 100000; ++i) { sb.append(i).append(","); } long endTime = System.currentTimeMillis(); System.out.printf("Using StringBuilder took %d ms%n", (endTime - startTime)); } ``` ##### 示例二:多线程环境下的字符串更新 (适合使用 StringBuffer) ```java import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; public class TestThreadSafe { private final static StringBuffer sharedBuffer = new StringBuffer(); public static void main(String[] args) throws InterruptedException { ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10); Runnable task = () -> { synchronized (sharedBuffer) { // 确保线程间互斥访问 sharedBuffer.append(Thread.currentThread().getName()).append(", "); } }; for (int i = 0; i < 100; ++i) { executor.submit(task); } executor.shutdown(); while (!executor.isTerminated()) {} System.out.println(sharedBuffer.toString()); } } ``` 上述例子表明了如何依据实际需求选取合适的工具类[^4]。 --- ### 结论 综上所述,当面临需要动态调整字符串的任务时,可以根据具体情况决定是否引入线程保护机制以及权衡相应的性能损耗。对于绝大多数现代应用程序而言,默认情况下倾向于利用 `StringBuilder` 完成大部分工作负载即可满足预期目标[^4]。 相关问题
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