java基础：字符串的拼接

1.不可变的String

String对象是不可变的。
String类中每一个看起来会修改String值的方法，实际上都是创建了一个全新的String对象，以包含修改后的字符串内容。

String str1 = "java";
String str2 = "java";
System.out.println("str1=str2   " + (str1 == str2));

在代码中，可以创建同一个String对象的多个别名，而它们所指的对象是相同的，一直待在一个单一的物理位置上，从未动过。

2.重载“+”

在Java中，唯一被重载的运算符就是用于String的“+”与“+=”。除此之外，Java不允许程序员重载其他的运算符。

public class StringTest {
    String a = "abc";
    String b = "mongo";
    String info = a + b + 47;
}

String对象是不可变的，所以在上述的代码过程中可能会是这样工作的：
（1）"abc" + "mongo"创建新的String对象abcmongo;
（2）"abcmongo" + "47"创建新的String对象abcmongo47;
（3）引用info 指向最终生成的String。
但是这种方式会生成一大堆需要垃圾回收的中间对象，性能相当糟糕。

编译器的优化处理

Compiled from "StringTest.java"
public class StringTest {
  java.lang.String a;

  java.lang.String b;

  java.lang.String info;

  public StringTest();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #12                 // Method java/lang/Object."<init>":
()V
       4: aload_0
       5: ldc           #14                 // String abc
       7: putfield      #16                 // Field a:Ljava/lang/String;
      10: aload_0
      11: ldc           #18                 // String mongo
      13: putfield      #20                 // Field b:Ljava/lang/String;
      16: aload_0
      17: new           #22                 // class java/lang/StringBuilder
      20: dup
      21: aload_0
      22: getfield      #16                 // Field a:Ljava/lang/String;
      25: invokestatic  #24                 // Method java/lang/String.valueOf:(
Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/String;
      28: invokespecial #30                 // Method java/lang/StringBuilder."<
init>":(Ljava/lang/String;)V
      31: aload_0
      32: getfield      #20                 // Field b:Ljava/lang/String;
      35: invokevirtual #33                 // Method java/lang/StringBuilder.ap
pend:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
      38: bipush        47
      40: invokevirtual #37                 // Method java/lang/StringBuilder.ap
pend:(I)Ljava/lang/StringBuilder;
      43: invokevirtual #40                 // Method java/lang/StringBuilder.to
String:()Ljava/lang/String;
      46: putfield      #44                 // Field info:Ljava/lang/String;
      49: return
}

反编译以上代码会发现，编译器自动引入了StringBuilder类。
编译器创建了一个StringBuilder对象，并调用StringBuilder.append()方法，最后调用toString()生成结果，从而避免中间对象的性能损耗。

编译器优化String对象的连接，而下面这种情况会直接连接作为常量。

public class StringTest {
    String info = "Andy" + "24" + "Developer";
}

Compiled from "StringTest.java"
public class StringTest {
  java.lang.String info;

  public StringTest();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #10                 // Method java/lang/Object."<init>":
()V
       4: aload_0
       5: ldc           #12                 // String abcmongo47
       7: putfield      #14                 // Field info:Ljava/lang/String;
      10: return
}

3.编译器的优化是有限度的

• 性能较低的代码

  public void  implicitUseStringBuilder(String[] values) {
      String result = "";
      for (int i = 0 ; i < values.length; i ++) {
          result += values[i];
      }
      System.out.println(result);
    }```
``` java
  public void implicitUseStringBuilder(java.lang.String[]);
  Code:
     0: ldc           #11                 // String 
     2: astore_2
     3: iconst_0
     4: istore_3
     5: iload_3
     6: aload_1
     7: arraylength
     8: if_icmpge     38
    11: new           #5                  // class java/lang/StringBuilder
    14: dup
    15: invokespecial #6                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
    18: aload_2
    19: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
    22: aload_1
    23: iload_3
    24: aaload
    25: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
    28: invokevirtual #8                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
    31: astore_2
    32: iinc          3, 1
    35: goto          5
    38: getstatic     #9                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
    41: aload_2
    42: invokevirtual #10                 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
    45: return

其中8: if_icmpge 38 和35: goto 5构成了一个循环。
8: if_icmpge 38的意思是如果（i < values.length的相反结果）成立，则跳到第38行（System.out）。
35: goto 5则表示直接跳到第5行。
但是这里面有一个很重要的就是StringBuilder对象创建发生在循环之间，也就是意味着有多少次循环会创建多少个StringBuilder对象，这样明显性能较低。

• 性能较高的代码

  public void explicitUseStringBuider(String[] values) {
      StringBuilder result = new StringBuilder();
      for (int i = 0; i < values.length; i ++) {
          result.append(values[i]);
      }
    }

  public void explicitUseStringBuider(java.lang.String[]);
  Code:
     0: new           #5                  // class java/lang/StringBuilder
     3: dup
     4: invokespecial #6                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
     7: astore_2
     8: iconst_0
     9: istore_3
    10: iload_3
    11: aload_1
    12: arraylength
    13: if_icmpge     30
    16: aload_2
    17: aload_1
    18: iload_3
    19: aaload
    20: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
    23: pop
    24: iinc          3, 1
    27: goto          10
    30: return

从上面可以看出，13: if_icmpge 30和27: goto 10构成了一个loop循环，而0: new #5位于循环之外，所以不会多次创建StringBuilder.

综上，循环体中需要尽量避免隐式或者显式创建StringBuilder。

[java编程思想]
示例代码：Java细节：字符串的拼接

[2015-08]