java StringBuilder append()追加字符串

方法定义

// 基础定义
public StringBuilder append(数据类型 param)

// 支持的数据类型：
// - 基本类型：int, long, float, double, boolean, char
// - 引用类型：String, Object（调用toString()）
// - 字符数组：char[], CharSequence, StringBuffer

核心功能说明

1. 追加内容
   将指定数据转换为字符串后追加到字符序列末尾
2. 链式调用
   返回StringBuilder对象本身，支持连续操作
3. 自动扩容
   容量不足时自动扩容（newCapacity = (oldCapacity << 1) + 2）
4. 空值处理
   append(null) 会追加字符串 "null"

操作步骤详解

1. 基本使用

StringBuilder sb = new StringBuilder("Start: ");
sb.append(100);        // 追加整数 → "Start: 100"
sb.append(true);       // 追加布尔 → "Start: 100true"
sb.append(3.14);       // 追加浮点 → "Start: 100true3.14"

2. 链式调用

String result = new StringBuilder()
    .append("Name: ").append(user.getName())
    .append(", Age: ").append(user.getAge())
    .append(", Active: ").append(user.isActive())
    .toString();  // 转换为String

3. 特殊类型处理

char[] chars = {'J','a','v','a'};
sb.append(chars, 1, 3);  // 追加字符子数组 → "ava"

Object obj = new Object();
sb.append(obj);  // 调用obj.toString()

使用技巧

1. 链式优化
   单行完成复杂拼接，减少临时变量

   // 优于多行独立append
   sb.append(a).append(b).append(c);
   

2. 避免中间转换
   延迟toString()直到最终需要

   // 错误：频繁转换
   String temp = sb.append(a).toString();
   temp += b;
   
   // 正确：统一构建
   sb.append(a).append(b);
   

3. 数值格式化

   sb.append(String.format("%.2f", 3.14159));  // 追加"3.14"
   

常见错误

1. 意外修改共享对象

   StringBuilder sharedSB = getSharedBuilder();
   sharedSB.append(userInput); // 可能破坏其他逻辑
   

2. 循环中重复创建

   for (int i = 0; i < 1000; i++) {
       StringBuilder sb = new StringBuilder(); // 应移出循环！
       sb.append(i);
   }
   

3. 忽略返回值

   StringBuilder sb = new StringBuilder();
   sb.append("A");     // 返回值被忽略
   sb = sb.append("B"); // 不必要的重新赋值
   

关键注意事项

1. 空值行为

   sb.append(null);  // 追加"null"字符串
   

2. 容量管理

   • 默认初始容量：16字符
   • 扩容代价：数组拷贝（O(n)时间）
   • 容量检查：ensureCapacity(int)

3. 字符编码
   所有追加操作使用平台默认编码（通常UTF-8）

性能优化

1. 预分配容量（避免扩容）

   // 已知最终长度约1200字符
   StringBuilder sb = new StringBuilder(1500); // +25%缓冲
   

2. 批量操作

   char[] bigData = new char[10000];
   // 优于多次append
   sb.append(bigData); 
   

3. 复用实例

   StringBuilder reusable = new StringBuilder(1024);
   for (Request req : requests) {
       reusable.setLength(0); // 清空内容
       reusable.append(req.process());
       send(reusable.toString());
   }
   

最佳实践

性能对比

// 测试代码（追加100,000次）
void testAppend() {
    // 方案1：String拼接
    String s = "";
    long t1 = System.nanoTime();
    for (int i = 0; i < 100_000; i++) {
        s += i;
    }
    
    // 方案2：无预分配StringBuilder
    StringBuilder sb1 = new StringBuilder();
    long t2 = System.nanoTime();
    for (int i = 0; i < 100_000; i++) {
        sb1.append(i);
    }
    
    // 方案3：预分配StringBuilder
    StringBuilder sb2 = new StringBuilder(200_000);
    long t3 = System.nanoTime();
    for (int i = 0; i < 100_000; i++) {
        sb2.append(i);
    }
    
    System.out.printf("String拼接: %d ms%n", (t2-t1)/1_000_000);
    System.out.printf("StringBuilder无预分配: %d ms%n", (t3-t2)/1_000_000);
    System.out.printf("StringBuilder预分配: %d ms%n", (System.nanoTime()-t3)/1_000_000);
}

典型结果（JDK 17, 8核CPU）：

String拼接: 4523 ms
StringBuilder无预分配: 12 ms
StringBuilder预分配: 8 ms

终极总结

1. 核心价值

   • 解决String频繁修改的性能问题
   • 链式调用简化代码
   • 可控的内存管理

2. 使用原则

   graph TD
   A[需要拼接字符串?] --> B{操作次数}
   B -->|<=3次| C[String + 运算符]
   B -->|>3次| D{是否在循环中?}
   D -->|是| E[StringBuilder预分配容量]
   D -->|否| F[StringBuilder链式调用]
   

3. 黄金法则

   • ✅ 循环内必用StringBuilder
   • ✅ 预分配容量提升10倍性能
   • ❌ 避免中间toString()转换
   • ❌ 多线程环境改用StringBuffer

4. 异常处理

   • 捕获OutOfMemoryError（超大字符串）
   • 检查NullPointerException（未初始化）

掌握这些要点，你将在字符串处理中游刃有余，轻松应对从简单日志到大数据处理的各类场景！