学习Java29天

StringBuilder 概述

与 String 的对比

为什么需要 StringBuilder

• String 的缺点：每次修改都会创建新对象，效率低下

• StringBuilder 的优点：内部维护可变字符数组，修改时直接在原数组上操作

构造方法

1. 创建空白 StringBuilder

java

// 语法：StringBuilder sb = new StringBuilder(); // 功能：创建一个初始容量为16的空StringBuilder StringBuilder sb1 = new StringBuilder(); System.out.println(sb1.toString()); // 输出空字符串："" System.out.println(sb1.length()); // 输出：0 System.out.println(sb1.capacity()); // 输出：16（默认容量）

2. 根据字符串创建 StringBuilder

java

// 语法：StringBuilder sb = new StringBuilder(String str); // 功能：创建一个包含指定字符串的StringBuilder，容量为 str.length() + 16 StringBuilder sb2 = new StringBuilder("Hello"); System.out.println(sb2.toString()); // 输出："Hello" System.out.println(sb2.length()); // 输出：5 System.out.println(sb2.capacity()); // 输出：21（5 + 16）

3. 指定初始容量

java

// 语法：StringBuilder sb = new StringBuilder(int capacity); // 功能：创建一个指定初始容量的StringBuilder StringBuilder sb3 = new StringBuilder(100); System.out.println(sb3.length()); // 输出：0 System.out.println(sb3.capacity()); // 输出：100

常用方法详解

1. append() 方法

java

// 语法：StringBuilder append(任意类型) // 功能：添加数据到末尾，返回对象本身（支持链式调用） // 参数：支持所有基本类型和对象类型 StringBuilder sb = new StringBuilder(); // 追加字符串 sb.append("Hello"); sb.append(" "); sb.append("World"); System.out.println(sb.toString()); // "Hello World" // 追加基本类型 sb.append(123); // 追加整数 sb.append(3.14); // 追加小数 sb.append(true); // 追加布尔值 sb.append('!'); // 追加字符 // 追加对象（会自动调用toString()） sb.append(new Person("张三", 20)); System.out.println(sb.toString()); // "Hello World1233.14true!Person{name='张三', age=20}"

2. reverse() 方法

java

// 语法：StringBuilder reverse() // 功能：反转字符串内容，返回对象本身 StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello World"); sb.reverse(); System.out.println(sb.toString()); // "dlroW olleH" // 链式调用 String reversed = new StringBuilder("Java").reverse().toString(); System.out.println(reversed); // "avaJ"

3. length() 方法

java

// 语法：int length() // 功能：返回当前字符串的长度 StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello"); System.out.println(sb.length()); // 5 sb.append(" World"); System.out.println(sb.length()); // 11

4. toString() 方法

java

// 语法：String toString() // 功能：将StringBuilder转换为不可变的String对象 StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello"); String str = sb.toString(); // 转换为String System.out.println(str); // "Hello" // 注意：转换后两者独立 sb.append(" World"); System.out.println(sb.toString()); // "Hello World" System.out.println(str); // "Hello"（str不变）

5. 其他常用方法

insert() 方法

java

// 语法：StringBuilder insert(int offset, 任意类型) // 功能：在指定位置插入数据 StringBuilder sb = new StringBuilder("HelloWorld"); sb.insert(5, " "); // 在索引5处插入空格 System.out.println(sb); // "Hello World" sb.insert(6, "Beautiful "); // 在索引6处插入字符串 System.out.println(sb); // "Hello Beautiful World"

delete() 方法

java

// 语法：StringBuilder delete(int start, int end) // 功能：删除[start, end)范围内的字符 StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello World"); sb.delete(5, 11); // 删除索引5到10的字符 System.out.println(sb); // "Hello" sb.deleteCharAt(4); // 删除索引4的字符 System.out.println(sb); // "Hell"

replace() 方法

java

// 语法：StringBuilder replace(int start, int end, String str) // 功能：替换指定范围的字符 StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello World"); sb.replace(6, 11, "Java"); // 将"World"替换为"Java" System.out.println(sb); // "Hello Java"

capacity() 方法

java

// 语法：int capacity() // 功能：返回当前容量（不是长度） StringBuilder sb = new StringBuilder(); System.out.println(sb.capacity()); // 16 sb.append("This is a very long string that will exceed initial capacity"); System.out.println(sb.length()); // 实际长度 System.out.println(sb.capacity()); // 自动扩容后的容量

链式编程

概念

• 定义：在一个语句中连续调用多个方法

• 前提：方法返回对象本身（通常是return this;）

• 优点：代码简洁，可读性好

示例

java

// 传统写法 StringBuilder sb1 = new StringBuilder(); sb1.append("Hello"); sb1.append(" "); sb1.append("World"); String result1 = sb1.toString(); // 链式编程写法 String result2 = new StringBuilder() .append("Hello") .append(" ") .append("World") .toString(); // 更复杂的链式调用 String result3 = new StringBuilder() .append("姓名：") .append("张三") .append("，年龄：") .append(20) .append("，成绩：") .append(95.5) .reverse() // 反转 .insert(0, "信息：") // 在最前面插入 .toString(); System.out.println(result3);

实际应用示例

示例1：字符串拼接（代替String的+操作）

java

public class StringConcatenation { public static void main(String[] args) { // 错误做法：使用String拼接大量字符串 String result1 = ""; for (int i = 0; i < 10000; i++) { result1 += i; // 每次循环都创建新String对象 } // 正确做法：使用StringBuilder StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < 10000; i++) { sb.append(i); } String result2 = sb.toString(); // 性能对比 long start = System.currentTimeMillis(); // ... 执行上面的循环 long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("耗时：" + (end - start) + "ms"); } }

示例2：构建SQL语句

java

public class SQLBuilder { public static String buildSelectSQL(String table, String[] columns, String whereClause) { StringBuilder sql = new StringBuilder("SELECT "); // 拼接列名 if (columns == null || columns.length == 0) { sql.append("*"); } else { for (int i = 0; i < columns.length; i++) { sql.append(columns[i]); if (i < columns.length - 1) { sql.append(", "); } } } // 拼接表名 sql.append(" FROM ").append(table); // 拼接WHERE条件 if (whereClause != null && !whereClause.trim().isEmpty()) { sql.append(" WHERE ").append(whereClause); } // 添加分号 sql.append(";"); return sql.toString(); } public static void main(String[] args) { String[] columns = {"id", "name", "age"}; String sql = buildSelectSQL("users", columns, "age > 18"); System.out.println(sql); // 输出：SELECT id, name, age FROM users WHERE age > 18; } }

示例3：格式化输出

java

public class FormattedOutput { public static void main(String[] args) { // 构建表格输出 StringBuilder table = new StringBuilder(); // 表头 table.append("+------------+------------+------------+\n") .append("| 姓名 | 年龄 | 成绩 |\n") .append("+------------+------------+------------+\n"); // 数据行 String[][] data = { {"张三", "20", "85"}, {"李四", "22", "92"}, {"王五", "21", "78"} }; for (String[] row : data) { table.append(String.format("| %-10s | %-10s | %-10s |\n", row[0], row[1], row[2])); } // 表尾 table.append("+------------+------------+------------+\n"); System.out.println(table.toString()); } }

示例4：字符串处理工具

java

public class StringUtils { // 反转字符串 public static String reverse(String str) { if (str == null) return null; return new StringBuilder(str).reverse().toString(); } // 判断是否为回文 public static boolean isPalindrome(String str) { if (str == null) return false; String reversed = new StringBuilder(str).reverse().toString(); return str.equals(reversed); } // 重复字符串n次 public static String repeat(String str, int n) { if (str == null || n <= 0) return ""; StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < n; i++) { sb.append(str); } return sb.toString(); } public static void main(String[] args) { System.out.println(reverse("Hello")); // olleH System.out.println(isPalindrome("racecar")); // true System.out.println(isPalindrome("hello")); // false System.out.println(repeat("Java", 3)); // JavaJavaJava } }

注意事项

1. 线程安全性

java

// StringBuilder：线程不安全（但性能好） // StringBuffer：线程安全（但性能稍差） // 单线程环境：使用StringBuilder（推荐） StringBuilder sb1 = new StringBuilder(); // 多线程环境：使用StringBuffer StringBuffer sb2 = new StringBuffer();

2. 性能优化

java

// 如果知道大致长度，可以预先设置容量 StringBuilder sb = new StringBuilder(1000); // 避免频繁扩容 // 链式调用时，toString()在最后调用一次即可 String result = new StringBuilder() .append("a").append("b").append("c") .toString(); // 只转换一次

3. 与String的互操作

java

// String -> StringBuilder String str = "Hello"; StringBuilder sb = new StringBuilder(str); // StringBuilder -> String String result = sb.toString(); // 注意：转换后两者独立 sb.append(" World"); System.out.println(sb); // "Hello World" System.out.println(str); // "Hello"

StringBuilder 是处理可变字符串的高效工具，特别适合需要频繁修改字符串的场景。掌握它的使用可以显著提高程序性能。

public class StringBuilderDemo1 { public static void main(String[] args) { //1.创建对象 StringBuilder sb = new StringBuilder("HelloWorld"); //添加元素 sb.append(1); sb.append(2.3); sb.append(true); //反转 sb.reverse(); //获取长度 int len = sb.length(); //变回字符串 String str = sb.toString(); //打印 System.out.println(sb); System.out.println(len); System.out.println(str); } }

import java.util.Scanner; public class StringBuilderDemo2 { public static void main(String[] args) { //键盘录入一个字符串 Scanner Sc = new Scanner(System.in); System.out.println("请输入一个字符串："); String str = Sc.next(); //反转键盘录入的字符串 String result = new StringBuilder().append(str).reverse().toString(); //比较 if (str.equals(result)){ System.out.println("是对称字符串"); }else { System.out.println("不是对称字符串"); } } }

public class StringBuilderDemo3 { public static void main(String[] args) { int[] arr = {1,2,3}; String str = arrToString(arr); System.out.println(str); } public static String arrToString(int[] arr) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); sb.append("["); for (int i = 0; i < arr.length; i++) { if (i == arr.length - 1) { sb.append(arr[i]).append("]"); } else { sb.append(arr[i]).append(","); } } return sb.toString(); } }