CharSequence,String ,Stringbuilder和StringBuffer源码分析

1、从类的定义看CharSequence、StringBuffer、StringBuilder、String的关系

下面先贴上这四者的定义（来自JDK1.6）

CharSequence是一个定义字符串操作的接口，StringBuffer、StringBuilder、String中都实现了这个接口.

//CharSequence定义
public interface CharSequence

//StringBuffer定义
 public final class StringBuffer
    extends AbstractStringBuilder
    implements java.io.Serializable, CharSequence

//StringBuilder定义
public final class StringBuilder
    extends AbstractStringBuilder
    implements java.io.Serializable, CharSequence

//String定义
public final class String
    implements

java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence

String 是java中的字符串，它继承于CharSequence。

String类所包含的API接口非常多。为了便于今后的使用，我对String的API进行了分类，并都给出的演示程序。

String 和 CharSequence 关系

String 继承于CharSequence，也就是说String也是CharSequence类型。

CharSequence是一个接口，它只包括length(), charAt(int index), subSequence(int start, int end)这几个API接口。除了String实现了CharSequence之外，StringBuffer和StringBuilder也实现了CharSequence接口。

也就是说，CharSequence其实也就是定义了字符串操作的接口，其他具体的实现是由String、StringBuilder、StringBuffer完成的，String、StringBuilder、StringBuffer都可以转化为CharSequence类型。

StringBuilder和 StringBuffer的区别

StringBuilder和 StringBuffer都是可变的字符序列。它们都继承于AbstractStringBuilder，实现了CharSequence接口。

但是，StringBuilder是非线程安全的，而StringBuffer是线程安全的。

它们之间的关系图如下：

2、从构造函数到具体的字符串拼接操作看看String、StringBuffer、StringBuilder的区别

下面我们来分析一下String、StringBuffer、StringBuilder具体的构造函数，了解他们是怎么构造出来的，再看看具体的字符串连接操作。

（1）String

String的构造函数(几个常见的构造函数)

public String() {
        this.offset = 0;
        this.count = 0;
        this.value = new char[0];
    }

    /**
     * Initializes a newly created {@code String} object so that it represents
     * the same sequence of characters as the argument; in other words, the
     * newly created string is a copy of the argument string. Unless an
     * explicit copy of {@code original} is needed, use of this constructor is
     * unnecessary since Strings are immutable.
     *
     * @param  original
     *         A {@code String}
     */
    public String(String original) {
        int size = original.count;
        char[] originalValue = original.value;
        char[] v;

        if (originalValue.length > size) {
            // The array representing the String is bigger than the new
            // String itself.  Perhaps this constructor is being called
            // in order to trim the baggage, so make a copy of the array.
            int off = original.offset;
            v = Arrays.copyOfRange(originalValue, off, off + size);
        } else {
            // The array representing the String is the same
            // size as the String, so no point in making a copy.
            v = originalValue;
        }

        this.offset = 0;
        this.count = size;
        this.value = v;
    }

    /**
     * Allocates a new {@code String} so that it represents the sequence of
     * characters currently contained in the character array argument. The
     * contents of the character array are copied; subsequent modification of
     * the character array does not affect the newly created string.
     *
     * @param  value
     *         The initial value of the string
     */
    public String(char[] value) {
        this.offset = 0;
        this.count = value.length;
        this.value = StringValue.from(value);
    }

再看看String中具体的Concat函数

public String concat(String str) {
        int otherLen = str.length();

        if (otherLen == 0) {
            return this;
        }

        char[] buf = new char[count + otherLen];
        getChars(0, count, buf, 0);
        str.getChars(0, otherLen, buf, count);

        return new String(0, count + otherLen, buf);
    }

从Concat函数中，我们可以知道在对字符串使用concat操作后，具体的操作new出一个等同于两个字符串连接总长度的新的char数组，然后将两个字符串复制到新的char数组中，然后返回一个新的String对象。

（2）StringBuilder

StringBuilder常见构造函数

public StringBuffer() {
    super(16);
    }

    public StringBuffer(int capacity) {
    super(capacity);
    }

从StringBuilder的构造函数中，我们可以看见StringBuilder直接调用父类（AbstractStringBuilder）的构造函数，我们再看看AbstractStringBuilder的构造函数

abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {
    final static int[] sizeTable = {
            9, 99, 999, 9999, 99999, 999999, 9999999, 99999999, 999999999,
            Integer.MAX_VALUE
        };

    /**
     * The value is used for character storage.
     */
    char[] value;

    /**
     * The count is the number of characters used.
     */
    int count;

    /**
     * This no-arg constructor is necessary for serialization of subclasses.
     */
    AbstractStringBuilder() {
    }

    /**
     * Creates an AbstractStringBuilder of the specified capacity.
     */
    AbstractStringBuilder(int capacity) {
        value = new char[capacity];
    }
//其他的一些逻辑
}

从AbstractStringBuilder的构造函数中，我们可以看出StringBuilder中存储字符串其实用的是一个char数组，capacity其实就是指定这个char数组的大小。

下面我们再从StringBuilder中的append函数看看他具体是怎么做的(以 append(String str) 为例看看)。

public StringBuilder append(String str) {
        super.append(str);
        return this;
    }

又是直接调用父类（AbstractStringBuilder）的append方法，再跟到父类中去看看。

/**
     *  value 用来存储字符串.
     */
    char value[];

    /**
     * 有效字符串的数目.
     */
    int count;

    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);
        }
       //getChars将字符串复制到指定的位置
        str.getChars(0, len, value, count);
        count = newCount;
        return this;
    }

上面的逻辑还是比较简单的，在append(str)函数调用的时候，首先会判断原来用于存储字符串的values的字符串数组有没有足够的大小来存储将要新添加入StringBuilder的字符串。如果不够用，那么就调用expandCapacity(int minimumCapacity)让容量翻两倍(一般是扩大两倍，特殊情况见代码)，如果够用，那么就直接添加进去。

/**
     * This implements the expansion semantics of ensureCapacity with no
     * size check or synchronization.
     */
    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);
    }

（3）StringBuffer

StringBuffer的构造函数

/**
     * Constructs a string buffer with no characters in it and an
     * initial capacity of 16 characters.
     */
    public StringBuffer() {
    super(16);
    }

    /**
     * Constructs a string buffer with no characters in it and
     * the specified initial capacity.
     *
     * @param      capacity  the initial capacity.
     * @exception  NegativeArraySizeException  if the <code>capacity</code>
     *               argument is less than <code>0</code>.
     */
    public StringBuffer(int capacity) {
    super(capacity);
    }

StringBuffer也是直接调用父类（AbstractStringBuilder）的构造函数，那么我们从上面的分析中，就可以知道StringBuffer其实也是利用char[]类型的数组来保存字符串数组的。

再看看StringBuffer的append函数

public synchronized StringBuffer append(String str) {
    super.append(str);
        return this;
    }

还是调用父类的append函数，但是在这里有值得注意的地方，StringBuffer的append函数有一个synchronized标识符，也就是说StringBuffer中的append函数是线程安全的，通过继续查阅其他StringBuffer中的函数，我们也可以发现他们有synchronized标识符，这就不难理解为什么StringBuffer是线程安全的，但是很明显加上线程控制会拖慢程序运行的速度，所以如果不需要线程控制，那么最好就用StringBuilder。

//下面只是节选一些StringBuffer中的函数
synchronized StringBuffer     append(char ch)
synchronized StringBuffer     append(char[] chars)
synchronized StringBuffer     append(char[] chars, int start, int length)
synchronized StringBuffer     append(Object obj)
synchronized StringBuffer     append(String string)
synchronized StringBuffer     append(StringBuffer sb)
synchronized StringBuffer     append(CharSequence s)
synchronized StringBuffer     append(CharSequence s, int start, int end)
synchronized StringBuffer     insert(int index, char ch)
synchronized StringBuffer     insert(int index, char[] chars)
synchronized StringBuffer     insert(int index, char[] chars, int start, int length)
synchronized StringBuffer     insert(int index, String string)
StringBuffer     insert(int index, Object obj)
时间： 2024-10-08 23:56:02

CharSequence,String ,Stringbuilder和StringBuffer源码分析的相关文章

Java StringBuilder 和 StringBuffer 源码分析

简介 StringBuilder与StringBuffer是两个常用的操作字符串的类.大家都知道,StringBuilder是线程不安全的,而StringBuffer是线程安全的.前者是JDK1.5加入的,后者在JDK1.0就有了.下面分析一下它们的内部实现. 继承关系 public final class StringBuffer extends AbstractStringBuilder implements java.io.Serializable, CharSequence public

【源码】StringBuilder和StringBuffer源码深度剖析

//------------------------------------------------------------------------ 写篇博客不容易,请尊重作者劳动成果.转载请注明出处:http://blog.csdn.net/chdjj //------------------------------------------------------------------------ 我觉得要通过源码研究一个类,应该先从整体上了解这个类,比如说这个类的继承体系,有哪些超类,继承

Java面试准备之String类专项突破+源码分析

String的源码中有很多Arrays的方法使用,建议先参阅Arrays的类库 基本介绍: String是一个比较特殊的类,有很多种建立的方法. 如果使用传统的构造方法比如 String s = new String("字符串");这时的对象会在堆上分配,这时候比较两个字符串地址就不相等,而用""双引号包起来的内容会在常量池中做停留,这时如果有两个内容一样的地址就一样了. 因此,使用==来比较字符串是不靠谱的. String类还实现了三个接口:Serializabl

Android研发中对String的思考（源码分析）

1.常用创建方式思考: String text = "this is a test text "; 上面这一句话实际上是执行了三件事 1.声明变量 String text; 2.在内存中开辟空间 (内存空间一) 3.将变量的text的引用指向开辟的内存空间 当有 text = "this is a change text"; 这一句话执行了两件事 1.在内存中开辟空间 2.将变量text 的引用指向 新开辟的内存空间 3.内存空间一此时依然存在,这就是说明了Stri

java.lang.StringBuffer源码分析

StringBuffer是一个线程安全的可变序列的字符数组对象,它与StringBuilder一样,继承父类AbstractStringBuilder.在多线程环境中,当方法操作是必须被同步,StringBuffer内的方法被同步化时,以实现跟在单线程中操作一样的一致性. public final class StringBuffer extends AbstractStringBuilder implements java.io.Serializable, CharSequence { //一

StringBuffer 源码分析

StringBuffer继承了AbstractStringBuilder,我们主要来看下AbstractStringBuilder这个类: AbstractStringBuilder 1).成员 /** * The value is used for character storage. */ char value[]; /** * The count is the number of characters used. */ int count; 2).方法 1.提供了两种构造器 Abstrac

[源码]String StringBuffer StringBudlider（2）StringBuffer StringBuilder源码分析

纵骑横飞 章仕烜 昨天比较忙 今天把StringBuffer StringBulider的源码分析 献上 在讲 StringBuffer StringBuilder 之前 ,我们先看一下 它们共同的老祖宗 AbstractStringBuilder 这是 StringBuilder StringBuffer 的根基 再看看 这两个实现类 里边有什么 很显然,这两个东西什么都没写吧 我们看看 另一个门派的 String 看出 为什么 我们说String 对象是不可变的 StringBuilder

Java源码分析——String的设计

Tip:笔者马上毕业了,准备开始Java的进阶学习计划.于是打算先从String类的源码分析入手,作为后面学习的案例.这篇文章寄托着今后进阶系列产出的愿望,希望能坚持下去,不忘初心,让自己保持那份对技术的热爱. 因为学习分析源码,所以借鉴了HollisChuang成神之路的大部分内容,并在此基础上对源码进行了学习,在此感谢. 问题的引入 关于String字符串,对于Java开发者而言,这无疑是一个非常熟悉的类.也正是因为经常使用,其内部代码的设计才值得被深究.所谓知其然,更得知其所以然. 举个例

JDK源码分析之String篇

------------------------------String在内存中的存储情况(一下内容摘自参考资料1)----------------------------------- 前提:先了解下什么是声明,什么时候才算是产生了对象实例 其中x并未看到内存分配,变量在使用前必须先声明,再赋值,然后才可以使用.java基础数据类型会用对应的默认值进行初始化 一.首先看看Java虚拟机JVM的内存块及其变量.对象内存空间是怎么存储分配的 1.栈:存放基本数据类型及对象变量的引用,对象本身不存放