为什么我们有 String 类，如果 StringBuilder 或 StringBuffer 可以做 String 做的事？ [复制]

Question

我一直想知道为什么 JAVA 和 C# 有 String（不可变和线程安全）类，如果它们有 StringBuilder（可变和非线程安全）或 StringBuffer（可变和线程安全）类。 StringBuilder/StringBuffer 不是 String 类的超集吗？我的意思是，如果我可以选择使用StringBuilder/StringBuffer，我为什么要使用String 类？

例如，而不是使用以下，

String str;

为什么我不能总是使用关注？

StringBuilder strb; //or
StringBuffer strbu;

简而言之，我的问题是，如果我将 String 替换为 StringBuffer 类，我的代码将如何生效？此外，StringBuffer 增加了可变性的优势。

Answer 1

我想在String 和StringBuilder 类之间添加一些区别：

是的，如上所述，String 是不可变类，创建字符串后无法更改内容。它允许使用来自不同线程的相同字符串对象而无需锁定。 如果您需要将很多字符串连接在一起，请使用StringBuilder 类。当您使用“+”运算符时，它会在托管堆上创建大量字符串对象并损害性能。

StringBuilder 是可变类。 StringBuilder 将字符存储在数组中，并且可以在不创建新字符串对象的情况下对字符进行操作（例如添加、删除、替换、追加）。 如果您知道结果字符串的大致长度，您应该设置容量。默认容量为 16 (.NET 4.5)。它可以提高性能，因为StringBuilder 具有内部字符数组。当字符数超过当前容量时，重新创建字符数组。

Answer 2

许多答案已经概述了使用可变变体（例如StringBuilder）存在缺点。为了说明这个问题，使用StringBuilder 无法实现的一件事是关联内存，即哈希表。当然，大多数实现都允许您使用StringBuilder 作为哈希表的键，但它们只会找到与StringBuilder 完全相同的实例的值。但是，您想要实现的典型行为是字符串来自何处并不重要，因为只有字符很重要，例如您从数据库或文件（或任何其他外部资源）中读取字符串。

但是，据我了解您的问题，您主要是在询问字段类型。确实，我认为您的观点特别考虑到我们正在对其他对象的集合执行完全相同的操作，这些对象通常不是不可变对象而是可变集合，例如分别在 C# 或 Java 中的 List 或 ArrayList。归根结底，字符串只是字符的集合，为什么不让它可变呢？

我在这里给出的答案是，如何更改此类字符串的通常行为与通常的集合非常不同。如果你有一个后续元素的集合，那么通常只向集合中添加一个元素，而不影响集合的大部分，即你不会丢弃一个列表来插入一个项目，至少除非你在 Haskell 中编程:)。对于许多像名称这样的字符串，这是不同的，因为您通常会替换整个字符串。考虑到字符串数据类型的重要性，平台通常会为字符串提供很多优化，例如内部字符串，使得选择更加偏向于字符串。

然而，最后，每个程序都是不同的，你可能有一些要求，使默认使用StringBuilder 更合理，但由于给定的原因，我认为这些情况相当罕见。

编辑：正如你所要求的例子。考虑以下代码：

stopwatch.Start();
var s = "";
for (int i = 0; i < 100000; i++)
{
    s = "." + s;
}
stopwatch.Stop();
Console.WriteLine(stopwatch.ElapsedMilliseconds);

stopwatch.Restart();
var s2 = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 100000; i++)
{
     s2.Insert(0, ".");
}
stopwatch.Stop();
Console.WriteLine(stopwatch.ElapsedMilliseconds);

从技术上讲，这两个位都在做非常相似的事情，它们会在第一个位置插入一个字符并移动后面的任何内容。这两个版本都将涉及复制以前存在的整个字符串。在我的机器上，string 的版本在 1750 毫秒内完成，而 StringBuilder 则用了 2245 毫秒。但是，这两个版本都相当快，在这种情况下对性能的影响可以忽略不计。

Answer 3

我的意思是，如果我可以选择使用 StringBuilder/StringBuffer，我为什么要使用 String 类？

正是因为它是不可变的。不变性有一大堆好处host，主要是它可以更容易地推理你的代码，而无需在任何地方创建数据副本，“以防万一”某些东西决定改变值。例如：

private readonly String name;

public Person(string name)
{
    if (string.IsNullOrEmpty(name)) // Or whatever
    {
        // Throw some exception
    }
    this.name = name;
}

// All the rest of the code can rely on name being a non-null 
// reference to a non-empty string. Nothing can mutate it, leaving
// evil reflection aside.

不变性使共享变得简单而高效。这对于多线程代码特别有用。它使“修改”（即使用不同数据创建新实例）更加痛苦，但在许多情况下这绝对没问题，因为值通过系统而不会被修改。

不变性特别对字符串、日期、数字等“简单”类型（BigDecimal、BigInteger 等）很有用。它允许它们更容易地在地图中使用，它允许简单的相等定义等。

Answer 4

1) StringBuilder 和 StringBuffer 都是 mutable。所以它会导致一些问题，比如在hashMap 中的键等集合中使用。见this link。

另一个不变性优势的例子是Jon 在他的 cmets 中提到的。我只是在这里粘贴。

有人可以使用最初通过我的验证标准的构建器调用Person p = new Person(builder);，然后再对其进行修改，而 Person 类没有任何发言权。为了避免这种情况，Person 类需要复制经过验证的数据。

不变性确保不会发生这种情况。

2) 由于string 是java 中使用最广泛的对象，string pool 提供重用相同的字符串，从而节省内存。

Answer 5

我完全同意Jon Skeet 的观点，即不变性是使用String 的原因之一。另一个原因（从 C# 的角度来看）是 String 实际上比 StringBuilder 更轻。如果您查看String 和String Builder 的参考源，您将看到StringBuilder 实际上有许多String 常量。作为开发人员，您应该只使用您需要的东西，因此除非您需要 StringBuilder 提供的额外好处，否则您应该使用 String。

Answer 6

String：

• 是不可变的（因此您可以在集合中使用它）
• 每个操作都会在堆上创建一个新实例。从技术上讲真的取决于代码。

出于性能和内存消耗的目的，使用StringBuilder 是有意义的。