面试题：Java中StringBuilder优化字符串频繁修改操作基础

内存管理方面
- String：
  - String 类是不可变的，一旦创建，其值就不能被修改。当对 String 进行修改操作（如拼接、替换等）时，实际上会创建一个新的 String 对象。每次操作都会在堆内存中开辟新的空间来存储新的字符串，原有的字符串对象并不会被修改，只是不再被引用，等待垃圾回收器回收。例如：

String str = "Hello";
str = str + " World";

在上述代码中，首先创建了 Hello 字符串对象，然后在执行 str = str + " World" 时，会在堆内存中创建一个新的包含 Hello World 的字符串对象，并将 str 指向这个新对象，而原来的 Hello 对象在没有其他引用时会等待垃圾回收。这种频繁创建新对象的操作会增加内存开销。

StringBuilder：
- StringBuilder 类是可变的。它内部维护了一个字符数组来存储字符串内容，初始容量默认为16。当进行字符串修改操作（如 append 等方法）时，如果当前字符数组的容量足够，就直接在数组中进行修改；如果容量不足，会自动扩容。扩容时会创建一个新的更大的字符数组，并将原数组内容复制到新数组中。例如：

StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello");
sb.append(" World");

在上述代码中，sb 指向的 StringBuilder 对象内部的字符数组会根据需要进行调整，不会像 String 那样每次操作都创建全新的对象，从而减少了内存的频繁分配和垃圾回收，提高了内存使用效率。 2. 操作原理方面

String：
- 对 String 进行修改操作时，会调用 String 类的各种方法（如 concat 方法等），这些方法都会返回一个新的 String 对象。例如 concat 方法的实现大致如下：

public String concat(String str) {
    int otherLen = str.length();
    if (otherLen == 0) {
        return this;
    }
    char buf[] = new char[count + otherLen];
    getChars(0, count, buf, 0);
    str.getChars(0, otherLen, buf, count);
    return new String(0, count + otherLen, buf);
}

可以看到，每次 concat 操作都会创建新的字符数组和新的 String 对象。

StringBuilder：
- StringBuilder 的修改方法（如 append 方法）直接在内部字符数组上进行操作。例如 append 方法实现大致如下：

public StringBuilder append(String str) {
    if (str == null)
        return appendNull();
    int len = str.length();
    ensureCapacityInternal(count + len);
    str.getChars(0, len, value, count);
    count += len;
    return this;
}

它首先检查容量是否足够，不足则扩容，然后直接将新的字符串内容追加到内部字符数组中，不会创建大量中间的字符串对象，所以在频繁修改操作时效率更高。

综上所述，在Java中，由于 StringBuilder 在内存管理上避免了频繁创建新对象，以及在操作原理上直接在内部数组操作，所以比直接使用 String 进行频繁字符串修改操作更高效。

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面试题：Java中StringBuilder优化字符串频繁修改操作基础

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