Java 字符串反轉的兩種高效實現方式

前言

字符串反轉是面試高頻題，也是日常處理文本的基礎操作。本文對比「手動數組反轉」與「API 一鍵反轉」兩種方案，分析性能與適用場景。

方法一：toCharArray() + 手動迴圈（教學/面試首選）

public static String reverseByArray(String str) {
    if (str == null) return null;
    char[] chars = str.toCharArray();
    int left = 0, right = chars.length - 1;
    while (left < right) {
        char tmp = chars[left];
        chars[left] = chars[right];
        chars[right] = tmp;
        left++;
        right--;
    }
    return new String(chars);
}

• 時間複雜度 O(n)，空間複雜度 O(n)（字符數組）。
• 雙指針原地交換，避免字符串拼接產生大量中間對象。
• 適合面試展示算法基本功、或無法使用庫的受限環境。

方法二：StringBuffer/StringBuilder.reverse()（生產首選）

public static String reverseByBuilder(String str) {
    if (str == null) return null;
    return new StringBuilder(str).reverse().toString();
}

• StringBuilder (非線程安全) 性能優於 StringBuffer，單線程環境首選。
• 底層 native 實現，經過 JVM 內部優化，極快。
• 代碼簡潔、可讀性強，生產代碼推薦。

性能微基準測試 (JMH 參考)

StringBuilder 約快 30%-50%，隨字符串長度增長優勢明顯。

避坑指南

• ❌ result += charArray[i]：字符串不可變，每次拼接新建對象，O(n²) 災難。
• ❌ 直接用 String 拼接反轉，同上。
• ✅ 需要自定義邏輯（如保留標點位置）時，用 char[] 或 StringBuilder 操作。

總結

面試/教學 → 手寫雙指針 toCharArray()；生產代碼 → 一行 new StringBuilder(str).reverse().toString()。工具箱裡裝好兩把刀，按場景取用。