Java字符串拼接的五种方法，哪种性能最好？
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2022-01-11 16:20
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来源 : cnblogs.com/twzheng/p/5923642.html
> 字符串拼接一般使用“+”，但是“+”不能满足大批量数据的处理，Java中有以下五种方法处理字符串拼接，各有优缺点，程序开发应选择合适的方法实现。
1. 加号 “+”
2. String contact() 方法
3. StringUtils.join() 方法
4. StringBuffer append() 方法
5. StringBuilder append() 方法
> 经过简单的程序测试，从执行100次到90万次的时间开销如下表：
由此可以看出：
1. 方法1 加号 “+” 拼接 和 方法2 String contact() 方法 适用于小数据量的操作，代码简洁方便，加号“+” 更符合我们的编码和阅读习惯；
2. 方法3 StringUtils.join() 方法 适用于将ArrayList转换成字符串，就算90万条数据也只需68ms，可以省掉循环读取ArrayList的代码；
3. 方法4 StringBuffer append() 方法 和 方法5 StringBuilder append() 方法 其实他们的本质是一样的，都是继承自AbstractStringBuilder，效率最高，大批量的数据处理最好选择这两种方法。
4. 方法1 加号 “+” 拼接 和 方法2 String contact() 方法 的时间和空间成本都很高（分析在本文末尾），不能用来做批量数据的处理。
# 源代码，供参考
package cnblogs.twzheng.lab2;/*** @author Tan Wenzheng**/import java.util.ArrayList;import java.util.List;import org.apache.commons.lang3.StringUtils;public class TestString {private static final int max = 100;public void testPlus() {System.out.println(">>> testPlus() <<<");String str = "";long start = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < max; i++) {str = str + "a";}long end = System.currentTimeMillis();long cost = end - start;System.out.println(" {str + \"a\"} cost=" + cost + " ms");}public void testConcat() {System.out.println(">>> testConcat() <<<");String str = "";long start = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < max; i++) {str = str.concat("a");}long end = System.currentTimeMillis();long cost = end - start;System.out.println(" {str.concat(\"a\")} cost=" + cost + " ms");}public void testJoin() {System.out.println(">>> testJoin() <<<");long start = System.currentTimeMillis();Listlist = new ArrayList (); for (int i = 0; i < max; i++) {list.add("a");}long end1 = System.currentTimeMillis();long cost1 = end1 - start;StringUtils.join(list, "");long end = System.currentTimeMillis();long cost = end - end1;System.out.println(" {list.add(\"a\")} cost1=" + cost1 + " ms");System.out.println(" {StringUtils.join(list, \"\")} cost=" + cost+ " ms");}public void testStringBuffer() {System.out.println(">>> testStringBuffer() <<<");long start = System.currentTimeMillis();StringBuffer strBuffer = new StringBuffer();for (int i = 0; i < max; i++) {strBuffer.append("a");}strBuffer.toString();long end = System.currentTimeMillis();long cost = end - start;System.out.println(" {strBuffer.append(\"a\")} cost=" + cost + " ms");}public void testStringBuilder() {System.out.println(">>> testStringBuilder() <<<");long start = System.currentTimeMillis();StringBuilder strBuilder = new StringBuilder();for (int i = 0; i < max; i++) {strBuilder.append("a");}strBuilder.toString();long end = System.currentTimeMillis();long cost = end - start;System.out.println(" {strBuilder.append(\"a\")} cost=" + cost + " ms");}}
# 测试结果：
1. 执行100次， private static final int max = 100;
> testPlus() <<<{str + "a"} cost=0 ms> testConcat() <<<{str.concat("a")} cost=0 ms> testJoin() <<<{list.add("a")} cost1=0 ms{StringUtils.join(list, "")} cost=20 ms> testStringBuffer() <<<{strBuffer.append("a")} cost=0 ms> testStringBuilder() <<<{strBuilder.append("a")} cost=0 ms
2. 执行1000次， private static final int max = 1000;
> testPlus() <<<{str + "a"} cost=10 ms> testConcat() <<<{str.concat("a")} cost=0 ms> testJoin() <<<{list.add("a")} cost1=0 ms{StringUtils.join(list, "")} cost=20 ms> testStringBuffer() <<<{strBuffer.append("a")} cost=0 ms> testStringBuilder() <<<{strBuilder.append("a")} cost=0 ms
3. 执行1万次， private static final int max = 10000;
> testPlus() <<<{str + "a"} cost=150 ms> testConcat() <<<{str.concat("a")} cost=70 ms> testJoin() <<<{list.add("a")} cost1=0 ms{StringUtils.join(list, "")} cost=30 ms> testStringBuffer() <<<{strBuffer.append("a")} cost=0 ms> testStringBuilder() <<<{strBuilder.append("a")} cost=0 ms
4. 执行10万次， private static final int max = 100000;
> testPlus() <<<{str + "a"} cost=4198 ms> testConcat() <<<{str.concat("a")} cost=1862 ms> testJoin() <<<{list.add("a")} cost1=21 ms{StringUtils.join(list, "")} cost=49 ms> testStringBuffer() <<<{strBuffer.append("a")} cost=10 ms> testStringBuilder() <<<{strBuilder.append("a")} cost=10 ms
5. 执行20万次， private static final int max = 200000;
> testPlus() <<<{str + "a"} cost=17196 ms> testConcat() <<<{str.concat("a")} cost=7653 ms> testJoin() <<<{list.add("a")} cost1=20 ms{StringUtils.join(list, "")} cost=51 ms> testStringBuffer() <<<{strBuffer.append("a")} cost=20 ms> testStringBuilder() <<<{strBuilder.append("a")} cost=16 ms
6. 执行50万次， private static final int max = 500000;
> testPlus() <<<{str + "a"} cost=124693 ms> testConcat() <<<{str.concat("a")} cost=49439 ms> testJoin() <<<{list.add("a")} cost1=21 ms{StringUtils.join(list, "")} cost=50 ms> testStringBuffer() <<<{strBuffer.append("a")} cost=20 ms> testStringBuilder() <<<{strBuilder.append("a")} cost=10 ms
7. 执行90万次， private static final int max = 900000;
> testPlus() <<<{str + "a"} cost=456739 ms> testConcat() <<<{str.concat("a")} cost=186252 ms> testJoin() <<<{list.add("a")} cost1=20 ms{StringUtils.join(list, "")} cost=68 ms> testStringBuffer() <<<{strBuffer.append("a")} cost=30 ms> testStringBuilder() <<<{strBuilder.append("a")} cost=24 ms
# 查看源代码，以及简单分析
String contact 和 StringBuffer，StringBuilder 的源代码都可以在Java库里找到，有空可以研究研究。
1. 其实每次调用contact()方法就是一次数组的拷贝，虽然在内存中是处理都是原子性操作，速度非常快，但是，最后的return语句会创建一个新String对象，限制了concat方法的速度。
public String concat(String str) {int otherLen = str.length();if (otherLen == 0) {return this;}int len = value.length;char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen);str.getChars(buf, len);return new String(buf, true);}
2. StringBuffer 和 StringBuilder 的append方法都继承自AbstractStringBuilder，整个逻辑都只做字符数组的加长，拷贝，到最后也不会创建新的String对象，所以速度很快，完成拼接处理后在程序中用strBuffer.toString()来得到最终的字符串。
/*** Appends the specified string to this character sequence.** The characters of the {@code String} argument are appended, in* order, increasing the length of this sequence by the length of the* argument. If {@code str} is {@code null}, then the four* characters {@code "null"} are appended.** Let n be the length of this character sequence just prior to* execution of the {@code append} method. Then the character at* index k in the new character sequence is equal to the character* at index k in the old character sequence, if k is less* than n; otherwise, it is equal to the character at index* k-n in the argument {@code str}.** @param str a string.* @return a reference to this object.*/public AbstractStringBuilder append(String str) {if (str == null) str = "null";int len = str.length();ensureCapacityInternal(count + len);str.getChars(0, len, value, count);count += len;return this;}
/*** This method has the same contract as ensureCapacity, but is* never synchronized.*/private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {// overflow-conscious codeif (minimumCapacity - value.length > 0)expandCapacity(minimumCapacity);}/*** This implements the expansion semantics of ensureCapacity with no* size check or synchronization.*/void expandCapacity(int minimumCapacity) {int newCapacity = value.length * 2 + 2;if (newCapacity - minimumCapacity < 0)newCapacity = minimumCapacity;if (newCapacity < 0) {if (minimumCapacity < 0) // overflowthrow new OutOfMemoryError();newCapacity = Integer.MAX_VALUE;}value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);}
3. 字符串的加号“+” 方法， 虽然编译器对其做了优化，使用StringBuilder的append方法进行追加，但是每循环一次都会创建一个StringBuilder对象，且都会调用toString方法转换成字符串，所以开销很大。
注：执行一次字符串“+”,相当于 str = new StringBuilder(str).append("a").toString();
4. 本文开头的地方统计了时间开销，根据上述分析再想想空间的开销。常说拿空间换时间，反过来是不是拿时间换到了空间呢，但是在这里，其实时间是消耗在了重复的不必要的工作上（生成新的对象，toString方法），所以对大批量数据做处理时，加号“+” 和 contact 方法绝对不能用，时间和空间成本都很高。
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