string与stringBuilder

本文对比了使用System.String和System.Text.StringBuilder类在进行字符串操作时的性能差异,通过实例展示了使用StringBuilder类能有效提升性能,特别是在进行大量字符串连接操作时。

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     String 对象一旦生成就不可改变每次使用 System.String 类中的方法之一时,都要在内存中创建一个新的字符串对象,这就需要为该新对象分配新的空间。在需要对字符串执行重复修改的情况下,与创建新的 String 对象相关的系统开销可能会非常昂贵。如果要修改字符串而不创建新的对象,则可以使用 System.Text.StringBuilder 类。例如,当在一个循环中将许多字符串连接在一起时,使用 StringBuilder 类可以提升性能。

      StringBuilder 对象是动态对象,允许扩充它所封装的字符串中字符的数量,但是您可以为它可容纳的最大字符数指定一个值。此值称为该对象的容量,不应将它与当前 StringBuilder 对象容纳的字符串长度混淆在一起。例如,可以创建 StringBuilder 类的带有字符串“Hello”(长度为 5)的一个新实例,同时可以指定该对象的最大容量为 25。当修改 StringBuilder 时,在达到容量之前,它不会为其自己重新分配空间。当达到容量时,将自动分配新的空间且容量翻倍。可以使用重载的构造函数之一来指定 StringBuilder 类的容量。
      性能比较
      static void  Main(string[] args)
        {
            string ID = "ID number";
            int number = 20000;
            long sbStart = DateTime.Now.Ticks;
            UseStringBuilder(ID, number);
            long sbEnd = DateTime.Now.Ticks;
            long sStart = DateTime.Now.Ticks;
            UseString(ID, number);
            long sEnd = DateTime.Now.Ticks;
            Console.WriteLine("使用StringBuilder:"+(sbEnd-sbStart).ToString());
            Console.WriteLine("使用String:"+(sEnd-sStart).ToString());
            Console.ReadLine();
        }
        static string  UseStringBuilder(string ID, int number)
        {
           StringBuilder sb=new StringBuilder();
           for(int i=0;i<number;i++)
           {
             sb.Append(ID + i.ToString());
           }
            sb.Remove(sb.Length-1,1);
            return sb.ToString();
        }
        static string  UseString(string ID, int number)
        {
           string  temp="";
           for(int j=0;j<number;j++)
           {
             temp += ID +j.ToString();
           }
           return temp;
        }
       System.String是引用类型对象,System.String的
只读特性使得它在对象初始化之后就不能再做修改,任何修改字符串对象的动作将导致一个新的字符串对象的生成。
       string是String类型的一个别名,两者没有任何区别。在程序定义字符变量时程序员可以string也可以用String,但在一个系统中尽量使用统一的关键字。

### String 常量池概念及其工作原理 #### String 常量池概述 在 Java 中,`String` 是一种特殊的对象类型,具有不可变性(immutable)。为了提高内存利用率和性能优化,Java 提供了一个名为 **字符串常量池** 的特殊区域用于存储字符串实例。当通过字面量方式创建字符串(如 `String s = "hello";`),JVM 首先会在字符串常量池中查找是否存在相同内容的字符串。如果存在,则直接返回该字符串的引用;如果不存在,则将新的字符串实例添加到常量池中,并返回其引用[^1]。 需要注意的是,使用 `new` 关键字显式创建字符串对象(如 `String s = new String("hello");`),无论常量池中是否已存在相同的字符串,都会在堆内存中创建一个新的字符串对象,而不影响常量池中的内容[^2]。 --- ### String StringBuilder 应用场景对比 #### 不同特性分析 | 特性 | String | StringBuilder | |-------------------|----------------------------------|------------------------------------| | **可变性** | 不可变 | 可变 | | **线程安全性** | 自然线程安全 | 线程不安全 | | **性能** | 较低 | 较高 | ##### 1. **可变性** - `String` 是不可变的,这意味着每次对字符串的操作实际上都是创建了一个全新的字符串对象[^1]。 - `StringBuilder` 则是可变的,允许在其基础上进行多次修改而无需频繁创建新对象,从而提高了性能[^4]。 ##### 2. **线程安全性** - `String` 因为其不可变性天然具备线程安全性。任何线程都无法更改现有的字符串对象,因此不需要额外的同步机制[^3]。 - `StringBuilder` 并未实现线程安全功能,适用于单线程环境下的高效字符串拼接操作[^3]。 ##### 3. **性能** 由于 `StringBuilder` 的可变性和无锁机制,在需要频繁修改字符串的情况下,其性能显著优于 `String`[^3]。 --- ### 场景应用建议 #### 使用 `String` 的场景 - 字符串内容较少发生变更或者仅需少量修改,推荐使用 `String`,因为它简单易用且能够充分利用常量池的优势[^3]。 - 多线程环境下处理字符串,优先选择 `String` 或者其他线程安全的数据结构,因为 `StringBuilder` 缺乏内置的同步支持[^3]。 #### 使用 `StringBuilder` 的场景 - 单线程环境中涉及大量字符串拼接或修改操作,应选用 `StringBuilder` 来替代传统的字符串连接运算(如 `+` 或 `+=`),以获得更高的执行效率。 - 性能敏感型应用程序中,尤其是在循环体内反复构建复杂字符串,`StringBuilder` 是更合适的选择。 --- ```java // 示例代码:演示 StringStringBuilder 的差异 public class Main { public static void main(String[] args) { // 使用 String 拼接 long startTime = System.currentTimeMillis(); String result = ""; for (int i = 0; i < 10000; i++) { result += "a"; } System.out.println("Time taken by String: " + (System.currentTimeMillis() - startTime)); // 使用 StringBuilder 拼接 startTime = System.currentTimeMillis(); StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < 10000; i++) { sb.append("a"); } System.out.println("Time taken by StringBuilder: " + (System.currentTimeMillis() - startTime)); } } ``` 上述代码展示了在高频次字符串拼接操作下,`StringBuilder` 明显优于 `String` 的性能表现。 --- ###
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