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Java int 轉 String 效能大比拼：四種方式在變化/恆定環境下的基準測試

編輯：Java 相關知識

測試代碼

public class IntToStringBenchmark {
    public static void main(String[] args) {
        long start;
        String s;
        boolean flag = true; // 恆定為 true，模擬分支預測成功

        // 1. 串連空字串 (i + "")
        start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 999999; i++) {
            s = flag ? (i + "") : (9 + "");
        }
        System.out.println("i + \"\": " + (System.currentTimeMillis() - start) + "ms");

        // 2. Integer.toString(i)
        start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 999999; i++) {
            s = flag ? Integer.toString(i) : Integer.toString(9);
        }
        System.out.println("Integer.toString: " + (System.currentTimeMillis() - start) + "ms");

        // 3. String.valueOf(i)
        start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 999999; i++) {
            s = flag ? String.valueOf(i) : String.valueOf(9);
        }
        System.out.println("String.valueOf: " + (System.currentTimeMillis() - start) + "ms");

        // 4. new Integer(i).toString() (反模式)
        start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 999999; i++) {
            s = flag ? new Integer(i).toString() : new Integer(9).toString();
        }
        System.out.println("new Integer().toString: " + (System.currentTimeMillis() - start) + "ms");
    }
}

典型輸出結果 (JDK 8, Windows, 解釋執行)

i + "": 120ms
Integer.toString: 95ms
String.valueOf: 98ms
new Integer().toString: 450ms

深度分析

方式	位元組碼	物件分配	JIT 優化	適用場景
`i + \"\"`	`StringBuilder.append(int).toString()`	每次新建 StringBuilder + String	逃逸分析可消除 SB (JDK 6+)，但字串仍新建	簡單、可讀、現代 JDK 效能接近 toString
`Integer.toString(i)`	靜態方法直接轉換	僅新建結果 String	內部使用 `Integer.getChars()` 高效演算法，無額外分配	推薦：最快、語意明確、無自動拆箱
`String.valueOf(i)`	調用 `Integer.toString(i)`	同上	單層委派，極微小開銷	通用性強 (接受 Object)，null 安全返回 `"null"`
`new Integer(i).toString()`	新建 Integer 實例 → 呼叫實例方法	新建 Integer + String (雙重分配)	逃逸分析難消除 (構造器副作用)	嚴禁使用，效能差 4-5 倍，GC 壓力大

關鍵發現

恆定環境 (旗標固定) 下，i + \"\" 因 JIT 激進優化 (常量折疊、逃逸分析) 可能最快
變化環境 (旗標切換/真實變量) 下，Integer.toString() 穩定最快
String.valueOf() 為 Integer.toString() 薄封裝，效能幾乎相同，但支援 null、Object、陣列等
new Integer() 為反模式，Java 9+ 已棄用 Integer(int) 建構子，改用 Integer.valueOf() (快取 -128~127)

最佳實踐建議

// 1. 明確 int → String
String s = Integer.toString(i);        // 首選
String s = String.valueOf(i);          // 通用、null 安全

// 2. 格式化需求
String s = String.format("%05d", i);   // 補零、分組等
String s = NumberFormat.getInstance().format(i); // 區域化

// 3. 高效能批量 (避免物件分配)
char[] buf = new char[11]; // 足夠 int 最大值 -2147483648
int len = Integer.getChars(i, 11, buf); // 內部 API，慎用
// 或使用 StringBuilder 重用
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i : largeArray) {
    sb.setLength(0);
    sb.append(i);
    process(sb.toString());
}

JDK 版本演進影響

JDK 6：逃逸分析成熟，i + \"\" StringBuilder 消除
JDK 9：Integer.toString 內部優化 (更少分支)、StringConcatFactory (JEP 280) 動態選擇串連策略
JDK 11+：String::valueOf 內部優化、Compact Strings (Latin-1/UTF-16) 減少記憶體
GraalVM：AOT 編譯進一步內聯、消除分配

總結

日常開發請使用 Integer.toString(i) 或 String.valueOf(i)。i + \"\" 可讀性好且現代 JDK 效能接近，但語意不如 toString 明確。絕對避免 new Integer(i).toString()。微優化僅在極熱路徑 (百萬級/秒循環) 有意義，優先優化演算法、I/O、資料庫查詢。