面向对象编程中的StringBuffer类详解

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环境说明：Windows 10 + IntelliJ IDEA 2021.3.2 + Jdk 1.8

文章目录

前言
摘要
StringBuffer类
- 概述
- 优缺点分析
- - 优点：
  - 缺点：
- 应用场景
- 如何定义?
- StringBuffer类的定义和特点
- 构造方法
- 常用方法
- StringBuffer类和String类之间的区别
- 使用`StringBuffer`
- `StringBuffer`的方法
- 性能注意事项
- 测试用例
- - 测试代码：
  - 测试结果
  - 测试代码解析：
- 小结
- 附录源码
总结
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前言

在Java开发中，字符串的处理是非常常见的操作。Java提供了一些内置的方法来处理字符串，例如String和StringBuilder。本篇文章将介绍另一种与字符串相关的类——StringBuffer。本文将会详细介绍StringBuffer的定义和使用。

摘要

StringBuffer是Java中的一个类，它可以被用于像字符串一样存储和操作可变的字符序列。StringBuffer在很多方面类似于StringBuilder，但它是线程安全的，并且支持一些额外的方法。

本文将会介绍StringBuffer的定义和使用，并提供一些示例来展示如何使用该类。

StringBuffer类

概述

StringBuffer类是Java语言中的一个类，它是一个可变的字符串序列，可以动态地添加、修改和删除字符串，它是线程安全的。与String类不同的是，它的长度和内容可以改变，而且不会产生新的对象。这意味着，当需要修改一个字符串时，使用StringBuffer类比直接使用String类要更加高效。StringBuffer类位于java.lang包中。

优缺点分析

Java中的StringBuffer类是一个可变的字符串，它提供了一种在字符串中插入、删除或替换字符的方法。

优点：

相比于Java中的String类，它的优点如下：

可变性：StringBuffer类的对象是可变的，可以通过调用它的方法来改变字符串的内容。
线程安全：StringBuffer类是线程安全的，多个线程可以同时访问一个StringBuffer对象而不会发生错误。
高效性：当需要频繁地修改字符串内容时，使用StringBuffer类可以避免创建多个临时的字符串对象，从而节省了时间和内存空间。

缺点：

然而，StringBuffer类也存在一些缺点：

性能稍低：虽然StringBuffer类非常高效，但它的性能不如Java中的String类。
不支持链式调用：StringBuffer类中的方法返回的是一个字符串缓冲区对象，而不是StringBuffer对象本身，因此它不支持链式调用。

应用场景

根据以上的优缺点，StringBuffer类适合在以下场景中使用：

当需要对字符串进行频繁的插入、删除或替换操作时，使用StringBuffer类可以获得更高的性能。
当多个线程需要同时访问同样的字符串时，使用StringBuffer类可以保证线程安全。
当需要构建复杂的字符串时，使用StringBuffer类可以避免创建大量临时字符串对象，从而减少内存消耗。

如何定义?

StringBuffer类提供了一个可变的字符序列，它可以被修改或者转换为一个字符串对象。StringBuffer类的定义如下所示：

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

在上面的定义中，StringBuffer是一个final类，意味着它不能再被继承。StringBuffer继承自AbstractStringBuilder类，AbstractStringBuilder类定义了一些用于修改字符序列的通用方法，例如append、delete、replace和insert等方法。此外，StringBuffer还实现了java.io.Serializable和CharSequence接口，这使得它可以被序列化并且支持像String一样的字符序列操作。

StringBuffer类的定义和特点

StringBuffer类是Java提供的一个可变字符串类，它提供了在字符串中添加、删除、插入、替换字符或字符串的操作。StringBuffer类和String类有很多相似之处，但是它们之间存在一些区别。String类是不可变的，每次String类中的方法都会生成一个新的String对象，这会影响程序的效率。

构造方法

StringBuffer()：创建一个空的StringBuffer对象。
StringBuffer(int capacity)：创建一个指定容量的StringBuffer对象。
StringBuffer(String str)：创建一个包含指定字符串的StringBuffer对象。

常用方法

StringBuffer类常用的方法有：

append()：在原有字符串的末尾添加新的字符串。
delete()：删除指定索引范围内的字符。
insert()：在指定位置插入新的字符串。
replace()：用新的字符串替换指定索引范围内的字符。
reverse()：反转字符串的顺序。

使用StringBuffer类可以方便地对字符串内容进行增删改操作，特别适用于需要频繁修改字符串内容的场景。

StringBuffer类和String类之间的区别

StringBuffer类和String类都是表示字符串的类，但是它们之间存在一些区别。主要的区别在于String类是不可变的，而StringBuffer类是可变的。每次String类中的方法都会生成一个新的String对象，这会影响程序的效率。

使用`StringBuffer`

StringBuffer是一个可以被修改的字符序列，这意味着你可以随意添加、删除或者修改它的内容。下面是一些示例，展示了如何使用StringBuffer类：

StringBuffer sb = new StringBuffer();
sb.append("hello");
sb.append(" world");
sb.insert(0, "Java ");
sb.delete(5, 6);
System.out.println(sb.toString()); // output: "Java ello world"

在上面的示例中，我们创建了一个空的StringBuffer对象，然后使用append方法向其中添加了两个字符串。接着，我们使用insert方法在索引0的位置插入了一个新的字符串。然后，我们使用delete方法删除了字符串中索引5的字符（即字符‘e’）。最后使用toString方法将StringBuffer对象转换为一个String对象，并将其输出到控制台上。

`StringBuffer`的方法

StringBuffer类提供了许多方法，用于操作可变的字符序列。以下是一些常用的方法：

append()：向字符序列中添加一个字符串或字符序列，并返回当前对象。
insert()：向字符序列中的指定位置插入一个字符串或字符序列，并返回当前对象。
delete()：从字符序列中删除指定索引区间内的字符，并返回当前对象。
replace()：将字符序列中指定索引区间内的字符替换为指定的字符串，并返回当前对象。
reverse()：反转字符序列，并返回当前对象。
toString()：将StringBuffer对象转换为一个String对象，并返回转换结果。

下面是这些方法的用法示例：

StringBuffer sb = new StringBuffer();
sb.append("java");
sb.append(" is");
sb.append(" awesome!");
sb.insert(0, "I think ");
sb.delete(13, 23);
sb.replace(8, 10, "are");
sb.reverse();
System.out.println(sb.toString()); // output: "!emoswa era I kniht avaj"

在上面的示例中，我们首先创建了一个空的StringBuffer对象。然后，我们使用append方法和插入方法insert向字符序列中添加了一些字符串。接着，我们使用了delete方法删除了一段字符，用replace方法替换了一段字符，最后使用reverse方法将字符序列反转，并将其转换为一个String对象并输出。

性能注意事项

尽管StringBuffer提供了一些很强大的方法用于操作可变字符串，但在某些情况下，使用它可能并不是最佳的选择。由于StringBuffer是线程安全的，它是一个相对较慢的类。如果你只需要修改一个字符串，而不需要考虑线程安全性，你可以使用StringBuilder，它的性能会更好。

测试用例

为了测试StringBuffer的使用，我们编写了以下测试用例：

测试代码：

package com.demo.javase.day48;

/**
 * 演示 StringBuffer类
 *
 * @author bug菌
 * @version 1.0
 * @date 2023/10/10 15:16
 */
public class TestStringBuffer {

    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        sb.append("Hello");
        sb.append(" ");
        sb.append("World");
        System.out.println(sb.toString()); // 输出 "Hello World"

        sb.insert(5, ",");
        System.out.println(sb.toString()); // 输出 "Hello, World"

        sb.delete(5, 6);
        System.out.println(sb.toString()); // 输出 "Hello World"

        sb.replace(6, 11, "Java");
        System.out.println(sb.toString()); // 输出 "Hello Java"

        sb.reverse();
        System.out.println(sb.toString()); // 输出 "avaJ olleH"
    }
}