String vs StringBuffer vs StringBuilder

String是Java中最常用的类之一。StringBuffer和StringBuilder类提供了操作字符串的方法。我们将研究StringBuffer和StringBuilder之间的区别。StringBuffer vs StringBuilder是一个常见的Java面试问题。

String vs StringBuffer vs StringBuilder

字符串是核心Java面试中最重要的主题之一。如果你正在编写一个在控制台上打印输出的程序，你会使用String。本教程旨在重点介绍String类的主要特性。然后我们将比较StringBuffer和StringBuilder类。

Java中的字符串

1. String类表示字符串，我们可以用两种方式实例化String。

   String str = "ABC";
   // 或者
   String str = new String("ABC");
   

2. String在Java中是不可变的。因此，在多线程环境中使用它是合适的。我们可以在函数之间共享它，因为不会出现数据不一致的问题。

3. 當我們使用雙引號創建一個字串時，JVM首先在字符串池中尋找具有相同值的字串。如果找到，則返回字符串對象在池中的引用。否則，它在字符串池中創建一個新的字串對象並返回引用。JVM通過在不同線程中使用相同的字串來節省大量內存。

4. 如果使用new運算符創建字串，它將在堆內存中創建。

5. +運算符對於字串是重載的。我們可以使用它來連接兩個字串。儘管在內部它使用StringBuffer來執行此操作。

6. 字串覆寫equals() 和 hashCode()方法。兩個字串僅在它們具有相同的字元序列時才相等。equals()方法是區分大小寫的。如果您要進行不區分大小寫的檢查，應使用equalsIgnoreCase()方法。

7. 字串使用 UTF-16 編碼進行字元流。

8. String 是一個 final 類別。所有欄位都是 final，除了“private int hash”。此欄位包含 hashCode() 函數的值。僅在第一次調用 hashCode() 方法時才計算哈希碼值，然後將其快取在此欄位中。此外，哈希是使用 String 類別的 final 欄位進行一些計算而生成的。因此，每次調用 hashCode() 方法時，都會得到相同的輸出。對於調用者來說，似乎每次都在進行計算，但在內部它被快取在 hash 欄位中。

String vs StringBuffer

由於 String 在 Java 中是不可變的，當我們進行 String 操作，例如連接、子串等，它會生成一個新的 String，並且丟棄舊的 String 以便進行垃圾回收。這些操作很耗資源，會在堆中產生大量的垃圾。因此，Java 提供了 StringBuffer 和 StringBuilder 類別，應該用於 String 的操作。StringBuffer 和 StringBuilder 是可變的物件。它們提供了 append()、insert()、delete() 和 substring() 方法來操作 String。

StringBuffer vs StringBuilder

StringBuffer 在 Java 1.4 之前是字串操作的唯一選擇。但是，它有一個缺點，即其所有公共方法都是同步的。StringBuffer 提供了線程安全性，但代價是性能。在大多數情況下，我們不會在多線程環境中使用字串。因此，Java 1.5 引入了一個新的類別 StringBuilder，它與 StringBuffer 相似，除了線程安全性和同步性。StringBuffer 有一些額外的方法，如 substring、length、capacity、trimToSize 等。然而，這些都不是必需的，因為你在 String 中都有這些方法。這就是為什麼這些方法從未在 StringBuilder 類別中實現的原因。StringBuffer 在 Java 1.0 中引入，而 StringBuilder 類別則在 Java 1.5 中引入，是在查看了 StringBuffer 的缺點之後引入的。如果您在單線程環境中，或者不關心線程安全性，應該使用 StringBuilder。否則，對於線程安全操作，請使用 StringBuffer。

StringBuilder vs StringBuffer 效能

I am trying to check the effect on performance because of synchronization with a sample program that performs append() on StringBuffer and StringBuilder object for multiple times.

package com.journaldev.java;

import java.util.GregorianCalendar;

public class TestString {

	public static void main(String[] args) {
		System.gc();
		long start=new GregorianCalendar().getTimeInMillis();
		long startMemory=Runtime.getRuntime().freeMemory();
		StringBuffer sb = new StringBuffer();
		//StringBuilder sb = new StringBuilder();
		for(int i = 0; i<10000000; i++){
			sb.append(":").append(i);
		}
		long end=new GregorianCalendar().getTimeInMillis();
		long endMemory=Runtime.getRuntime().freeMemory();
		System.out.println("Time Taken:"+(end-start));
		System.out.println("Memory used:"+(startMemory-endMemory));
	}
}

I ran the same code for the StringBuffer object also to check the time and memory values. I have executed the code 5 times for each case and then calculated the average values.

很明顯，即使在單線程環境中，StringBuilder 的性能也比 StringBuffer 好。這種性能上的差異可能是由於 StringBuffer 方法中的同步造成的。

字串 vs StringBuffer vs StringBuilder

1. 字串是不可變的，而StringBuffer和StringBuilder是可變的類別。
2. StringBuffer是線程安全且同步的，而StringBuilder則不是。這就是為什麼StringBuilder比StringBuffer更快的原因。
3. 字串連接運算子（+）內部使用StringBuffer或StringBuilder類別。
4. 在非多線程環境中進行字串操作時，我們應該使用StringBuilder，否則使用StringBuffer類別。

這就是有關字串、StringBuffer和StringBuilder之間差異的快速總結。在大多數一般編程情境中，StringBuilder比StringBuffer更適用。參考：

• 字串 API 文件
• StringBuffer API 文件
• StringBuilder API 文件