StringBuilder为何比String节省效率

通常说StringBuilder比String节省效率一般是指在对字符串进行一定的操作，比如拼接、反转等，那么究竟为什么节省效率呢，本篇将从字符串拼接的原理来讲述

字符串拼接的两种实现

在Java中用加号对字符串进行拼接操作通常有两种情况

1.没有变量的字符串拼接

java">String s1 = "abc" + "123" + "xyz";

这种不涉及变量的字符串拼接是相当简单的，在编译阶段，会触发字符串的优化机制，对于只是简单字符串常量之间的拼接，编译过后的结果就是他的最终值，也就是说，上面的s1在编译时的值就已经是"abc123xyz"了“

java">String s1 = "abc123xyz";

2.带有变量的字符串拼接

java">String s1 = "abc";
String s2 = s1 + "123";

这种带有变量的字符串拼接操作的实现就相对来说比较复杂一些，他的实现原理在JDK8前后也不同
JDK8之前是创建一个StringBuilder进行操作
当给s1直接赋值”abc“时，在内存的字符串常量池中会生成一个”abc“，并且s1变量引用在串池中的地址，当为s2赋值时，由于拼接操作涉及到另一个变量，堆内存中会自动生成一个StringBuilder空对象，然后再将s1的内容与”123“全部拼接到这个StringBuilder的对象中，串池中也会留下”123“，然后再调用这个StringBuilder对象的toString方法将其转换为字符串并赋值给s2
在这里插入图片描述

大致的过程等价于：

java">String s2 = new StringBuilder().append(s1).append("123").toString();

那么他的实现都使用了StringBuilder，为什么还说这种拼接方式效率不高呢？
假如说我们设计了多次的字符串拼接操作：

java">String s1 = "abc";
String s2 = s1 + "123";
String s3 = s2 + "xyz";
String s4 = s3 + "111";
...

每次涉及到变量的拼接操作都会在堆内存中生成一个StringBuilder对象和一个String对象来接收拼接后的字符串，如果连续使用这种拼接方式拼接10次，那么在内存中就需要开辟20个新的对象，显然这种方式并不是我们想要的

在JDK8之后会使用预估字符串长度的方式来完成拼接

java">String s1 = "a";
String s2 = "b";
String s3 = "c";
String result = s1 + s2 + s3;

在进行字符串拼接之前，会先预估字符串拼接后的长度，并为其开辟一个等长的数组，再依次把数据放入数组中，最后再完成拼接操作，把数组转换为一个字符串：
在这里插入图片描述
虽然说相比起JDK8之前，这种方法确实提高了拼接效率，但是同样的问题也出现了：

java">String s1 = "abc";
String s2 = s1 + "123";
String s3 = s2 + "xyz";
String s4 = s3 + "111";

当设计到多次拼接时，就要进行多次预估长度，并且产生多个数组，同样极其浪费空间

使用StringBuilder

使用 StringBuilder 拼接字符串比直接使用 String 更高效，主要是因为：

可变性：而 StringBuilder 是可变的，它在内部维护一个字符数组，可以在原有的基础上进行修改。
性能开销：使用 String 拼接时，每次都要复制原有字符串和新添加的部分，这在多次拼接时会显著增加时间复杂度。StringBuilder 通过直接在内部数组中修改数据，避免了这些额外的复制操作。

也就是说，无论进行多少次拼接，他的操作永远在一个StringBuilder容器内进行直接操作，不会额外开辟其他的空间