JDK1.8源码学习--003、java.lang.AbstractStringBuilder

素颜马尾好姑娘i 2022-02-28 05:18 147阅读 0赞

**一、概述**

StringBuffer 和 StringBuilder 两者都继承了AbstractStringBuilder、AbstractStringBuilder和String一样，
    在其内部都是以字符数组的形式实现的。也就是String,StringBuffer以及StringBuilder在其内部都是以字符数组的形式实现的。

**二、类声明**

abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {...}

实现了两个接口，其中CharSequence这个字符序列的接口如下：
    
    该接口规定了需要实现该字符序列的长度:length()；
    可以取得下标为index的的字符：charAt(int index)；
    可以得到该字符序列的一个子字符序列： subSequence(int start, int end)；
    规定了该字符序列的String版本（重写了父类Object的toString()）：toString();
    Appendable接口顾名思义，定义添加的’规则’：
    
    append(CharSequence csq) throws IOException:如何添加一个字符序列
    append(CharSequence csq, int start, int end) throws IOException：如何添加一个字符序列的一部分
    append(char c) throws IOException:如何添加一个字符

**三、成员属性**

char[] value; //value为该字符序列的具体存储，
     int count; //count为实际存储的数量

**注： **

（和String中的value和count不同，String中的这两者都是不可变的(final修饰)，
    并且不能对value[]直接操作；而AbstractStringBuilder的两者都是可变的,
    并且也定义了getValues方法让我们可以直接拿到value[],value实际上是个动态数组，和ArrayList的实现有很多相似的地方）

**四、构造函数**

//无参构造
        AbstractStringBuilder() {
        }
    
        //AbstractStringBuilder的构造函数中传入的capacity是指容量，实际长度是以leng中的count表示
        AbstractStringBuilder(int capacity) {
            value = new char[capacity];
        }

**五、成员方法**

1.length():返回已经存储的实际长度（就是count值）

@Override
        public int length() {
            return count;
        }

2.capacity():这个单词是’容量’的意思,得到目前该value数组的实际大小

public int capacity() {
            return value.length;
        }

3.ensureCapacity(int minimumCapacity):确保value数组的容量是否够用，如果不够用，调用expandCapacity(minimumCapacity)方法扩容，参数为需要的容量

public void ensureCapacity(int minimumCapacity) {
        if (minimumCapacity > value.length) {
            expandCapacity(minimumCapacity);
        }
      }

4.expandCapacity(int minimumCapacity):对数组进行扩容，参数为需要的容量

void expandCapacity(int minimumCapacity) {
        int newCapacity = (value.length + 1) * 2;
            if (newCapacity < 0) {
                newCapacity = Integer.MAX_VALUE;
            } else if (minimumCapacity > newCapacity) {
            newCapacity = minimumCapacity;
        }
            value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);
    }

扩容的算法：   
如果调用了该函数，说明容量不够用了，先将当前容量+1的二倍(newCapacity)与需要的容量(minimumCapacity)比较。   
如果比需要的容量大，那就将容量扩大到容量+1的二倍；如果比需要的容量小，那就直接扩大到需要的容量。   
使用Arrays.copyOf()这个非常熟悉的方法来使数组容量动态扩大

5.trimToSize():如果value数组的容量有多余的，那么就把多余的全部都释放掉

public void trimToSize() {
            if (count < value.length) {
                value = Arrays.copyOf(value, count);
            }
        }

6.setLength(int newLength):强制增大实际长度count的大小，容量如果不够就用 expandCapacity()扩大；将扩大的部分全部用’\\0’（ASCII码中的null）来初始化

public void setLength(int newLength) {
        if (newLength < 0)
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(newLength);
        if (newLength > value.length)
            expandCapacity(newLength);
    
        if (count < newLength) {
            for (; count < newLength; count++)
            value[count] = '\0';
        } else {
                count = newLength;
            }
        }

7.charAt(int index):得到下标为index的字符

public char charAt(int index) {
        if ((index < 0) || (index >= count))
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);
        return value[index];
        }

8.codePointAt(int index):得到代码点

public int codePointAt(int index) {
            if ((index < 0) || (index >= count)) {
                throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);
            }
            return Character.codePointAt(value, index);
        }

9.getChars(int srcBegin, int srcEnd, char dst\[\],int dstBegin):将value\[\]的\[srcBegin, srcEnd)拷贝到dst\[\]数组的desBegin开始处

public void getChars(int srcBegin, int srcEnd, char dst[],int dstBegin)
        {
        if (srcBegin < 0)
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(srcBegin);
        if ((srcEnd < 0) || (srcEnd > count))
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(srcEnd);
            if (srcBegin > srcEnd)
                throw new StringIndexOutOfBoundsException("srcBegin > srcEnd");
        System.arraycopy(value, srcBegin, dst, dstBegin, srcEnd - srcBegin);
        }

10.substring(int start)/substring(int start, int end):得到子字符串

public String substring(int start) {
            return substring(start, count);
        }
    
    public String substring(int start, int end) {
        if (start < 0)
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(start);
        if (end > count)
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(end);
        if (start > end)
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(end - start);
            return new String(value, start, end - start);
        }

11.subSequence(int start, int end):得到一个子字符序列

public CharSequence subSequence(int start, int end) {
            return substring(start, end);
        }

12.reverse():将value给倒序存放（注意改变的就是本value，而不是创建了一个新的AbstractStringBuilder然后value为倒序）

public AbstractStringBuilder reverse() {
        boolean hasSurrogate = false;
        int n = count - 1;
        for (int j = (n-1) >> 1; j >= 0; --j) {
            char temp = value[j];
            char temp2 = value[n - j];
            if (!hasSurrogate) {
            hasSurrogate = (temp >= Character.MIN_SURROGATE && temp <= Character.MAX_SURROGATE)
                || (temp2 >= Character.MIN_SURROGATE && temp2 <= Character.MAX_SURROGATE);
            }
            value[j] = temp2;
            value[n - j] = temp;
        }
        if (hasSurrogate) {
            // Reverse back all valid surrogate pairs
            for (int i = 0; i < count - 1; i++) {
            char c2 = value[i];
            if (Character.isLowSurrogate(c2)) {
                char c1 = value[i + 1];
                if (Character.isHighSurrogate(c1)) {
                value[i++] = c1;
                value[i] = c2;
                }
            }
            }
        }
        return this;
        }

toString():唯一的一个抽象方法：toString()

public abstract String toString();

唯一的一个final方法：getValue()，得到value数组。可以对其直接操作

final char[] getValue() {
            return value;
        }

CRUD操作：  
改：  
13.setCharAt(int index, char ch)：直接设置下标为index的字符为ch

public void setCharAt(int index, char ch) {
        if ((index < 0) || (index >= count))
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);
        value[index] = ch;
        }

14.replace(int start, int end, String str)：用字符串str替换掉value\[\]数组的\[start,end)部分

public AbstractStringBuilder replace(int start, int end, String str) {
            if (start < 0)
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(start);
        if (start > count)
            throw new StringIndexOutOfBoundsException("start > length()");
        if (start > end)
            throw new StringIndexOutOfBoundsException("start > end");
    
        if (end > count)
            end = count;
        int len = str.length();
        int newCount = count + len - (end - start);
        if (newCount > value.length)
            expandCapacity(newCount);
    
            System.arraycopy(value, end, value, start + len, count - end);
            str.getChars(value, start);
            count = newCount;
            return this;
        }

增(AbstractStringBuilder类及其子类中最重要的操作；Appendable接口的具体实现)  
其中append都表示’追加’，insert都表示’插入’：

15.append(Object obj)：利用Object（或任何对象）的toString方法转成字符串然后添加到该value\[\]中

public AbstractStringBuilder append(Object obj) {
        return append(String.valueOf(obj));
        }

16.append()的核心代码：append(String str)/append(StringBuffer sb)/append(CharSequence s)。直接修改value\[\]，并且’添加’的意思为链接到原value\[\]的实际count的后面

public AbstractStringBuilder append(String str) {
        if (str == null) str = "null";
            int len = str.length();
        if (len == 0) return this;
        int newCount = count + len;
        if (newCount > value.length)
            expandCapacity(newCount);
        str.getChars(0, len, value, count);
        count = newCount;
        return this;
        }
    
        // Documentation in subclasses because of synchro difference
        public AbstractStringBuilder append(StringBuffer sb) {
        if (sb == null)
                return append("null");
        int len = sb.length();
        int newCount = count + len;
        if (newCount > value.length)
            expandCapacity(newCount);
        sb.getChars(0, len, value, count);
        count = newCount;
        return this;
        }
    
        // Documentation in subclasses because of synchro difference
        public AbstractStringBuilder append(CharSequence s) {
            if (s == null)
                s = "null";
            if (s instanceof String)
                return this.append((String)s);
            if (s instanceof StringBuffer)
                return this.append((StringBuffer)s);
            return this.append(s, 0, s.length());
        }

同时注意返回的都是AbstractStringBuilder，意味着append方法可以连续无限调用，即AbstractStringBuilder对象.append(参数1).append(参数2).append(参数三)…………;

17.append(CharSequence s, int start, int end):添加字符序列s的部分序列，范围是\[start,end)

public AbstractStringBuilder append(CharSequence s, int start, int end) {
            if (s == null)
                s = "null";
        if ((start < 0) || (end < 0) || (start > end) || (end > s.length()))
            throw new IndexOutOfBoundsException(
                    "start " + start + ", end " + end + ", s.length() " 
                    + s.length());
        int len = end - start;
        if (len == 0)
                return this;
        int newCount = count + len;
        if (newCount > value.length)
            expandCapacity(newCount);
            for (int i=start; i<end; i++)
                value[count++] = s.charAt(i);
            count = newCount;
        return this;
        }

18.append(char str\[\]):添加一个字符数组

public AbstractStringBuilder append(char str[]) { 
        int newCount = count + str.length;
        if (newCount > value.length)
            expandCapacity(newCount);
            System.arraycopy(str, 0, value, count, str.length);
            count = newCount;
            return this;
        }

19.append(char str\[\], int offset, int len):添加一个字符数组的一部分，该部分的范围是\[offset,offset+len);

public AbstractStringBuilder append(char str[], int offset, int len) {
            int newCount = count + len;
        if (newCount > value.length)
            expandCapacity(newCount);
        System.arraycopy(str, offset, value, count, len);
        count = newCount;
        return this;
        }

20.append(boolean b):添加布尔值。

public AbstractStringBuilder append(boolean b) {
            if (b) {
                int newCount = count + 4;
                if (newCount > value.length)
                    expandCapacity(newCount);
                value[count++] = 't';
                value[count++] = 'r';
                value[count++] = 'u';
                value[count++] = 'e';
            } else {
                int newCount = count + 5;
                if (newCount > value.length)
                    expandCapacity(newCount);
                value[count++] = 'f';
                value[count++] = 'a';
                value[count++] = 'l';
                value[count++] = 's';
                value[count++] = 'e';
            }
        return this;
        }

21.append(char c):添加一个字符

public AbstractStringBuilder append(char c) {
            int newCount = count + 1;
        if (newCount > value.length)
            expandCapacity(newCount);
        value[count++] = c;
        return this;
        }

22.append(int i):添加一个整数

public AbstractStringBuilder append(int i) {
            if (i == Integer.MIN_VALUE) {
                append("-2147483648");
                return this;
            }
            int appendedLength = (i < 0) ? stringSizeOfInt(-i) + 1 
                                         : stringSizeOfInt(i);          //stringSizeOfInt方法在下面，得到参数整数的位数。
            int spaceNeeded = count + appendedLength;
            if (spaceNeeded > value.length)
                expandCapacity(spaceNeeded);
        Integer.getChars(i, spaceNeeded, value);
            count = spaceNeeded;
            return this;
        }
    
     final static int [] sizeTable = { 9, 99, 999, 9999, 99999, 999999, 9999999,
                                         99999999, 999999999, Integer.MAX_VALUE };
    
    
        static int stringSizeOfInt(int x) {
            for (int i=0; ; i++)
                if (x <= sizeTable[i])
                    return i+1;
        }

23.append(long l):添加一个长整型的数据，原理同上一个append

public AbstractStringBuilder append(long l) {
            if (l == Long.MIN_VALUE) {
                append("-9223372036854775808");
                return this;
            }
            int appendedLength = (l < 0) ? stringSizeOfLong(-l) + 1 
                                         : stringSizeOfLong(l);
            int spaceNeeded = count + appendedLength;
            if (spaceNeeded > value.length)
                expandCapacity(spaceNeeded);
        Long.getChars(l, spaceNeeded, value);
            count = spaceNeeded;
            return this;
        }
    
        // Requires positive x
        static int stringSizeOfLong(long x) {
            long p = 10;
            for (int i=1; i<19; i++) {
                if (x < p)
                    return i;
                p = 10*p;
            }
            return 19;
        }

24.append(float f)/append(double d):添加一个浮点数。

public AbstractStringBuilder append(float f) {
        new FloatingDecimal(f).appendTo(this);
        return this;
        }
    
     public AbstractStringBuilder append(double d) {
        new FloatingDecimal(d).appendTo(this);
        return this;
        }

以上是append

以下是insert  
25.insert(int index, char str\[\], int offset,int len):(insert的核心代码)在value\[\]的下标为index位置插入数组str的一部分，该部分的范围为：\[offset,offset+len);

public AbstractStringBuilder insert(int index, char str[], int offset,
                                            int len)
        {
            if ((index < 0) || (index > length()))
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);
            if ((offset < 0) || (len < 0) || (offset > str.length - len))
                throw new StringIndexOutOfBoundsException(
                    "offset " + offset + ", len " + len + ", str.length " 
                    + str.length);
        int newCount = count + len;
        if (newCount > value.length)
            expandCapacity(newCount);
        System.arraycopy(value, index, value, index + len, count - index);
        System.arraycopy(str, offset, value, index, len);
        count = newCount;
        return this;
        }

26.insert(int offset, Object obj)：在value\[\]的offset位置插入Object（或者说所有对象）的String版。

public AbstractStringBuilder insert(int offset, Object obj) {
        return insert(offset, String.valueOf(obj));
        }

27.insert(int offset, String str):在value\[\]的offset位置插入字符串

public AbstractStringBuilder insert(int offset, String str) {
        if ((offset < 0) || (offset > length()))
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset);
        if (str == null)
            str = "null";
        int len = str.length();
        int newCount = count + len;
        if (newCount > value.length)
            expandCapacity(newCount);
        System.arraycopy(value, offset, value, offset + len, count - offset);
        str.getChars(value, offset);
        count = newCount;
        return this;
        }

28.insert(int offset, char str\[\]):在value\[\]的offset位置插入字符数组

public AbstractStringBuilder insert(int offset, char str[]) {
        if ((offset < 0) || (offset > length()))
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset);
        int len = str.length;
        int newCount = count + len;
        if (newCount > value.length)
            expandCapacity(newCount);
        System.arraycopy(value, offset, value, offset + len, count - offset);
        System.arraycopy(str, 0, value, offset, len);
        count = newCount;
        return this;
        }

29.insert(int dstOffset, CharSequence s)/insert(int dstOffset, CharSequence s,int start, int end):插入字符序列

public AbstractStringBuilder insert(int dstOffset, CharSequence s) {
            if (s == null)
                s = "null";
            if (s instanceof String)
                return this.insert(dstOffset, (String)s);
            return this.insert(dstOffset, s, 0, s.length());
        }
    
    public AbstractStringBuilder insert(int dstOffset, CharSequence s,
                                               int start, int end) {
            if (s == null)
                s = "null";
        if ((dstOffset < 0) || (dstOffset > this.length()))
            throw new IndexOutOfBoundsException("dstOffset "+dstOffset);
        if ((start < 0) || (end < 0) || (start > end) || (end > s.length()))
                throw new IndexOutOfBoundsException(
                    "start " + start + ", end " + end + ", s.length() " 
                    + s.length());
        int len = end - start;
            if (len == 0)
                return this;
        int newCount = count + len;
        if (newCount > value.length)
            expandCapacity(newCount);
        System.arraycopy(value, dstOffset, value, dstOffset + len,
                             count - dstOffset);
        for (int i=start; i<end; i++)
                value[dstOffset++] = s.charAt(i);
        count = newCount;
            return this;
        }

30.插入基本类型：除了char是直接插入外，其他都是先转成String，然后调用编号为28的insert方法

public AbstractStringBuilder insert(int offset, boolean b) {
        return insert(offset, String.valueOf(b));
        }
    
    
        public AbstractStringBuilder insert(int offset, char c) {
        int newCount = count + 1;
        if (newCount > value.length)
            expandCapacity(newCount);
        System.arraycopy(value, offset, value, offset + 1, count - offset);
        value[offset] = c;
        count = newCount;
        return this;
        }
    
    
        public AbstractStringBuilder insert(int offset, int i) {
        return insert(offset, String.valueOf(i));
        }
    
    
        public AbstractStringBuilder insert(int offset, long l) {
        return insert(offset, String.valueOf(l));
        }
    
    
        public AbstractStringBuilder insert(int offset, float f) {
        return insert(offset, String.valueOf(f));
        }
    
    
        public AbstractStringBuilder insert(int offset, double d) {
        return insert(offset, String.valueOf(d));
        }

删:  
31.delete(int start, int end):删掉value数组的\[start,end)部分，并将end后面的数据移到start位置

public AbstractStringBuilder delete(int start, int end) {
        if (start < 0)
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(start);
        if (end > count)
            end = count;
        if (start > end)
            throw new StringIndexOutOfBoundsException();
            int len = end - start;
            if (len > 0) {
                System.arraycopy(value, start+len, value, start, count-end);
                count -= len;
            }
            return this;
        }

32.deleteCharAt(int index):删除下标为index的数据，并将后面的数据前移一位

public AbstractStringBuilder deleteCharAt(int index) {
            if ((index < 0) || (index >= count))
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);
        System.arraycopy(value, index+1, value, index, count-index-1);
        count--;
            return this;
        }

查(其实CRUD前面那几个方法中有一两个也算查找)：  
33.indexOf(String str)：在value\[\]中找字符串str，若能找到，返回第一个字符串的第一个字符的下标

public int indexOf(String str) {
        return indexOf(str, 0);
        }

34.从fromIndex开始，在value\[\]中找字符串str，若能找到，返回第一个字符串的第一个字符的下标

public int indexOf(String str, int fromIndex) {
            return String.indexOf(value, 0, count,str.toCharArray(), 0, str.length(),fromIndex);
        }

35.lastIndexOf(String str):从后往前找

public int lastIndexOf(String str) {
            return lastIndexOf(str, count);
        }

36.lastIndexOf(String str, int fromIndex):从后往前到fromIndex，找子串str

public int lastIndexOf(String str, int fromIndex) {
            return String.lastIndexOf(value, 0, count,
                                  str.toCharArray(), 0, str.length(), fromIndex);
        }

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