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Java String + 拼接字串原理

首先來一道思考題:

String str1 = "111111";
String str2 = "222222";
String str = str1 + str2;
System.out.println(str);

很明確,上述程式碼輸出的結果是:"111111222222",但是它工作原理是怎樣的呢?

由於字串拼接太常用了,java才支援可以直接用+號對兩個字串進行拼接。**其真正實現的原理是中間通過建立臨時的StringBuilder物件,然後呼叫append方法實現**。如何驗證呢?
上述程式碼檔案寫在Test.java main方法中,使用<b>javac Test.java</b>編譯,在執行<b>javap -verbose Test</b>,可以看到如下資訊:

0: ldc           #2                  // String 111111
2: astore_1
3: ldc           #3                  // String 222222
5: astore_2
6: new           #4                  // class java/lang/StringBuilder
9: dup
10: invokespecial #5                  // Method java/lang/StringBuilder."":()V
13: aload_1
14: invokevirtual #6                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
17: aload_2
18: invokevirtual #6                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
21: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
24: astore_3
25: getstatic     #8                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
28: aload_3
29: invokevirtual #9                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
32: return

對於java來說,這段程式碼原理上應該是:

String str1 = "111111";
String str2 = "222222";
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append(str1);
sb.append(str2);
String str = sb.toString();
System.out.println(str);


再來一道思考題,如下程式碼的執行結果是什麼?是報錯,還是"null222222":
 

String str1 = null;
String str2 = "222222";
String str = str1 + str2;
System.out.println(str);

正確答案是:"null222222"。原理:

String str1 = null;
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append(str1 );

這段程式碼,StringBuilder物件append一個null字串會怎麼處理呢,這就要去檢視原始碼了。原始碼中我們可以看到以下這段程式碼:

public StringBuilder append(StringBuffer sb) {
    super.append(sb);
    return this;
}


該方法繼承了父類的方法,父類為AbstractStringBuilder,再去父類中檢視:
 

private StringBuilder append(StringBuilder sb) {
    if (sb == null)
        return append("null");
    int len = sb.length();
    int newcount = count + len;
    if (newcount > value.length)
        expandCapacity(newcount);
    sb.getChars(0, len, value, count);
    count = newcount;
    return this;
}

真相大白了,這裡null會變成"null"。因此答案就是"null222222"了。


總結:

  1. String字串拼接通過StringBuilder走中間過程,通過append方法實現
  2. null拼接會變成字串"null"
  3. 程式有大量字串拼接時,建議考慮直接寫StringBuilder實現,就不需要底層new很多臨時sb物件了。