Java 字符串追加：方法详解与性能优化271

在 Java 中，字符串是不可变的，这意味着一旦创建了一个字符串对象，它的值就不能被修改。因此，当我们需要向一个字符串添加字符或其他字符串时，实际上是创建了一个新的字符串对象，并将原字符串和新增内容拼接在一起。这篇文章将深入探讨 Java 中各种字符串追加的方法，并分析它们的性能差异，帮助你选择最有效率的方案。

方法一：使用 `+` 运算符

这是最直观和常用的字符串追加方法。`+` 运算符会将两个字符串连接起来，返回一个新的字符串。例如：```java
String str1 = "Hello";
String str2 = " World!";
String str3 = str1 + str2; // str3 = "Hello World!"
(str3);
```

虽然简洁易懂，但这种方法的效率并不高，尤其是在循环中进行多次字符串追加时。因为每次使用 `+` 运算符都会创建一个新的字符串对象，造成大量的对象创建和垃圾回收，影响程序性能。在循环中，建议尽量避免使用这种方法。

方法二：使用 `StringBuilder` 类

`StringBuilder` 类是 Java 中专门用于字符串操作的高效类。它是一个可变的字符序列，可以进行高效的字符串追加、插入、删除等操作。 `StringBuilder` 的 `append()` 方法可以追加各种类型的字符或数据到字符串末尾。```java
StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello");
(" ");
("World!");
String str = (); // str = "Hello World!"
(str);
```

`StringBuilder` 在进行多次字符串追加时，效率远高于 `+` 运算符。因为它只在最后调用 `toString()` 方法时才创建一个新的字符串对象，避免了中间过程中的多次对象创建。

方法三：使用 `StringBuffer` 类

`StringBuffer` 类与 `StringBuilder` 类类似，也是一个可变的字符序列，也提供 `append()` 方法进行字符串追加。区别在于 `StringBuffer` 类是线程安全的，而 `StringBuilder` 类不是线程安全的。这意味着在多线程环境下，`StringBuffer` 的操作会更慢，因为需要加锁来保证线程安全。

在单线程环境下，推荐使用 `StringBuilder`，因为它效率更高。在多线程环境下，如果需要保证线程安全，则必须使用 `StringBuffer`。```java
StringBuffer sb = new StringBuffer("Hello");
(" ");
("World!");
String str = (); // str = "Hello World!"
(str);
```

性能比较:

以下是一个简单的性能比较示例，展示了三种方法在循环中进行多次字符串追加时的效率差异：```java
public class StringAppendPerformance {
public static void main(String[] args) {
long startTime;
long endTime;
// Using "+" operator
startTime = ();
String strPlus = "";
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
strPlus += i;
}
endTime = ();
("Using '+' operator: " + (endTime - startTime) + " ns");

// Using StringBuilder
startTime = ();
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
(i);
}
String strSB = ();
endTime = ();
("Using StringBuilder: " + (endTime - startTime) + " ns");

// Using StringBuffer
startTime = ();
StringBuffer sbf = new StringBuffer();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
(i);
}
String strSBF = ();
endTime = ();
("Using StringBuffer: " + (endTime - startTime) + " ns");
}
}
```

运行结果会显示，`StringBuilder` 和 `StringBuffer` 的效率远高于 `+` 运算符，尤其是在进行大量字符串追加时。`StringBuffer` 的性能略低于 `StringBuilder`，这是由于线程安全机制带来的开销。

总结:

在 Java 中进行字符串追加时，应该根据实际情况选择合适的方法。如果只是简单的拼接少量字符串，`+` 运算符足够简洁易用。但对于需要进行大量字符串追加的操作，特别是循环中，强烈推荐使用 `StringBuilder` 来提高效率。在多线程环境下，如果需要保证线程安全，则使用 `StringBuffer`。

记住，选择高效的字符串追加方法可以显著提升程序的性能，尤其是在处理大量文本数据或进行频繁字符串操作的场景中。

除了以上三种方法，Java 8 及以后的版本也提供了 `StringJoiner` 类，它可以更方便地连接多个字符串，并可以指定分隔符等。但对于简单的追加操作，`StringBuilder` 通常是首选。

2025-06-05

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