Java字符串拼接的五种方法，哪种性能最好？

电玩女神 2023-10-06 21:55 1阅读 0赞

> 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：

![58fa1a2fab3cb355018a1b75681ccbb9.png][]

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。另外搜索公众号Java后端栈后台回复“面试”，获取一份惊喜礼包。

\# 源代码，供参考

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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();
         List<String> list = new ArrayList<String>();
 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;

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>>> 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;

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>>> 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;

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>>> 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;

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>>> 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;

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>>> 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;

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>>> 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;

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>>> 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。

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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。

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/** * 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; }

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/** * This method has the same contract as ensureCapacity, but is * never synchronized. */ private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {
 // overflow-conscious code if (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) // overflow throw 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。

文末福利  
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