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Java StringBuffer 與 StringBuilder 深度解析：性能、線程安全與核心方法

編輯：Java 程式設計入門

為什麼需要可變字符串？

String 類別是不可變的，每次修改（拼接、替換、刪除）都會創建新對象，頻繁操作會產生大量臨時對象，增加 GC 壓力。StringBuffer 和 StringBuilder 解決了這個問題：它們代表可變字符序列，支持原地修改，不產生新對象。

核心差異：線程安全 vs 性能

特性	StringBuffer	StringBuilder
線程安全	✅ 所有公共方法加 `synchronized`	❌ 非線程安全
性能	較低（鎖開銷）	較高（無鎖）
推出版本	JDK 1.0	JDK 5.0
適用場景	多線程環境下字符串操作	單線程或已同步環境（絕大多數情況）

建議：現代開發中 95% 以上場景首選 StringBuilder；僅在多線程共享字符串構建器時使用 StringBuffer。

經典代碼示例

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer sBuffer = new StringBuffer(" test");
        sBuffer.append(" String Buffer");
        System.out.println(sBuffer); // 輸出: test String Buffer
    }
}

StringBuffer 核心方法分類速查

📝 字符序列修改類（最常用）

方法	說明
`append(String s)`	追加字符串，返回 this（支持鏈式調用）
`insert(int offset, String s)`	在指定位置插入字符串
`delete(int start, int end)`	刪除 [start, end) 區間字符
`replace(int start, int end, String str)`	替換 [start, end) 區間為新字符串
`reverse()`	反轉字符序列

🔍 查詢與訪問類（類似 String）

方法	說明
`charAt(int index)`	獲取指定索引字符
`indexOf(String str)` / `lastIndexOf(String str)`	查找子字符串首次/最後出現位置
`substring(int start)` / `substring(int start, int end)`	截取子字符串（返回新 String）
`length()`	返回字符長度
`capacity()`	返回當前容量（底層數組大小）
`ensureCapacity(int min)`	確保最小容量
`setCharAt(int index, char ch)`	修改指定位置字符
`setLength(int newLength)`	設置字符序列長度
`toString()`	轉為不可變 String

📦 底層數組操作類

getChars(int srcBegin, int srcEnd, char[] dst, int dstBegin)：複製字符到目標數組
subSequence(int start, int end)：返回 CharSequence 子序列

容量擴容機制

兩者底層均為 char[] 數組，默認初始容量 16。擴容策略：newCapacity = (oldCapacity + 1) * 2。頻繁擴容有性能損耗，預估大致長度時建議用構造函數指定初始容量：new StringBuilder(100)。

總結：如何選擇？

單線程 / 方法局部變量 → StringBuilder（性能最優）
多線程共享實例 → StringBuffer（線程安全）
字符串拼接優化：編譯器會自動將 + 優化為 StringBuilder.append()，但循環中手動創建 StringBuilder 更高效。

掌握兩者異同與核心 API，能讓你在字符串處理場景下寫出高性能、無 Bug 的代碼。