Java StringBuilder 超详细讲解

✅ 一、为什么要学 StringBuilder？先搞懂核心痛点

Java 中的 String 字符串是【不可变】的 ！

不可变：指一个String对象一旦创建，它的内容（字符）就永远不能修改。

比如我们写字符串拼接：

java

运行

String str = "a";
str = str + "b";
str = str + "c";

看似是给str追加了内容，实际底层逻辑：

1. 先创建"a"对象 → 拼接"b"时，创建新对象"ab" → 拼接"c"时，再创建新对象"abc"
2. 原来的"a"、"ab"会变成垃圾数据，占用内存 + 降低效率

👉 痛点总结 ：如果频繁拼接、修改字符串（比如循环拼接、拼接大量内容），用String会产生大量无用对象，效率极低、浪费内存。

而 StringBuilder 就是为了解决这个问题而生的，它的核心特点是：字符串可变容器，增删改查都在「同一个对象」里操作，无额外内存浪费，效率极高。

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✅ 二、StringBuilder 核心概念

1. 本质

StringBuilder 是 Java 提供的一个字符串缓冲区类 ，底层是一个可变的字符数组 ，专门用于高效拼接、修改字符串内容。

• 所有字符串的修改操作，都是直接在这个字符数组上完成，不会创建新对象
• 我们之前手写的char[]字符数组，其实就是StringBuilder的底层原理，StringBuilder是 Java 帮我们封装好的「好用的字符数组工具类」

2. 核心特点

1. 可变的：内容可以随时追加、插入、删除、替换，核心优势！
2. 效率极高：所有操作都在一个对象内完成，无内存浪费
3. 线程不安全 ：单线程编程（咱们平时写的main方法、普通业务代码）中使用，速度更快
4. 无 final 修饰：可以被继承、重写方法（实际开发几乎不用）

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✅ 三、StringBuilder 基础用法（必学，固定格式）

✔ 第一步：创建 StringBuilder 对象

两种常用创建方式，都是无参 / 有参构造，任选其一：

java

运行

// 方式1：无参构造（推荐），创建一个空的字符串缓冲区，初始容量默认16个字符
StringBuilder sb = new StringBuilder();

// 方式2：有参构造，创建时直接放入初始字符串
StringBuilder sb = new StringBuilder("初始内容");

✔ 第二步：核心操作（拼接 / 修改字符串）

StringBuilder 提供了一系列方法来操作字符串，所有方法调用后，都是直接修改自身对象，不需要接收返回值 ，这是和String最大的区别！

✨ 重点必学的 5 个核心方法（覆盖 99% 的开发场景）

所有方法我都给了代码示例，直接复制就能运行，建议跟着敲一遍！

java

运行

public class StringBuilderDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 创建对象
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        
        // ========== 方法1：append(任意类型) 追加内容【最常用】 ==========
        // 可以追加：字符串、字符、数字、布尔值、数组...所有类型都支持
        sb.append("姓名：");
        sb.append("张三");
        sb.append("，年龄：");
        sb.append(20);
        sb.append("，是否有驾照：");
        sb.append(true);
        // 此时sb的内容：姓名：张三，年龄：20，是否有驾照：true
        
        // ========== 方法2：toString() 转换为String类型【必须会】 ==========
        // 注意：StringBuilder不是String类型，无法直接赋值给String变量
        // 所有操作完成后，用toString()转为String，才能正常使用字符串
        String result = sb.toString();
        System.out.println(result); // 输出：姓名：张三，年龄：20，是否有驾照：true

        // ========== 方法3：insert(索引, 内容) 插入内容 ==========
        // 在指定索引位置插入内容，原位置的字符会向后移
        sb.insert(4, "（司机）"); 
        System.out.println(sb); // 输出：姓名：张三（司机），年龄：20，是否有驾照：true

        // ========== 方法4：delete(起始索引, 结束索引) 删除内容 ==========
        // 左闭右开：包含起始索引，不包含结束索引
        sb.delete(4,8); // 删除 （司机） 这几个字
        System.out.println(sb); // 输出：姓名：张三，年龄：20，是否有驾照：true

        // ========== 方法5：reverse() 反转字符串 ==========
        sb.reverse();
        System.out.println(sb); // 输出：eurT：照驾有否是，02：龄年，三张：名姓
    }
}

✔ 补充 3 个常用小方法（锦上添花）

java

运行

StringBuilder sb = new StringBuilder("Java学习");
sb.replace(0,4,"Python"); // 替换：索引0-4的内容换成Python → 结果：Python学习
sb.length(); // 获取长度 → 6
sb.charAt(2); // 获取指定索引的字符 → t

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✅ 四、StringBuilder vs String 核心对比（必考 + 必懂）

这是 Java 基础面试高频题，也是咱们写代码的核心选择依据，一张表讲清所有区别，建议牢记：

特性	String 字符串	StringBuilder 字符串缓冲区
可变性	✅ 不可变（内容不能改）	✅ 可变（内容随便改）
内存效率	❌ 低，拼接创建新对象	✅ 极高，修改不创建新对象
拼接方式	用 + 号拼接	用 append() 方法拼接
核心场景	字符串内容固定不变时使用（比如定义常量、少量拼接）	字符串需要频繁拼接 / 修改时使用（比如循环拼接、动态拼接内容）
转换关系	String → StringBuilder：new StringBuilder(str)	StringBuilder → String：sb.toString()

✅ 经典对比案例（你的代码能用到）

比如拼接 1-100 的数字，两种方式的效率天差地别：

java

运行

// 1. String拼接 → 效率极低，创建大量垃圾对象
String str = "";
for (int i = 1; i <= 100; i++) {
    str += i;
}

// 2. StringBuilder拼接 → 效率极高，仅一个对象
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 1; i <= 100; i++) {
    sb.append(i);
}
String result = sb.toString();

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✅ 五、StringBuilder 实战案例（贴合你的代码场景）

结合你之前写的【汽车司机类】【数值比较类】，给你 2 个你能直接用到作业里的实战案例，学完就会用！

案例 1：拼接司机信息（替换你之前的 toString 方法）

你之前写的CarDriver类里，toString 方法是手动拼接字符串，用StringBuilder更高效，推荐这么写：

java

运行

// 司机类的toString方法优化（推荐写法）
@Override
public String toString() {
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    sb.append("汽车司机信息：");
    sb.append("\n姓名：").append(name);
    sb.append("\n性别：").append(gender);
    sb.append("\n年龄：").append(age);
    sb.append("\n驾驶证号：").append(license);
    sb.append("\n车牌号：").append(number);
    return sb.toString();
}

案例 2：拼接数组内容（你之前写的数值比较类里的数组）

你之前写了double[] arr = {a,b,c}，用StringBuilder可以快速把数组内容拼接成字符串打印，非常实用：

java

运行

public void compare(double a, double b, double c) {
    double [] arr = {a,b,c};
    // 用StringBuilder拼接数组内容
    StringBuilder sb = new StringBuilder("比较的三个数：");
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
        sb.append(arr[i]).append(" ");
    }
    System.out.println(sb); // 输出：比较的三个数：0.1 0.1 0.1 
    
    double temp = arr[0];
    for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
        if (temp < arr[i]) {
            temp = arr[i];
        }
    }
    System.out.println("最大值为："+temp);
}

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✅ 六、拓展补充：StringBuilder 和 StringBuffer

这两个类用法完全一样，99% 的方法都是同名的，唯一区别：

1. StringBuilder ：线程不安全，效率更高 → 单线程用它（咱们所有作业 / 练习都用这个）
2. StringBuffer：线程安全，效率稍低 → 多线程开发时使用（暂时不用学）

一句话总结：日常写代码，无脑用StringBuilder就对了！

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✅ 七、所有知识点总结（精华版，必背）

1. String 不可变，拼接多了效率低；StringBuilder 可变，专门解决字符串频繁修改 / 拼接的问题。
2. StringBuilder 底层是可变字符数组，所有操作都在自身对象完成，无内存浪费。
3. 核心三步：创建对象 → append () 拼接 → toString () 转 String。
4. 核心方法：append()（追加）、toString()（转换）、insert()（插入）、delete()（删除）、reverse()（反转）。
5. 使用场景：只要你需要拼接字符串、修改字符串内容 ，就用StringBuilder；字符串固定不变，就用String。

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✅ 附赠：你之前报错的 Math 类代码 + StringBuilder 优化版

把你之前的代码整合优化，加入 StringBuilder，直接复制可用：

java

运行

// com.shehuiuniversity.MyMath.java
package com.shehuiuniversity;
public class MyMath {
    public void add(int a, int b) {
        int add = a + b;
        System.out.println(a + " + " + b + " = " + add);
    }
    public void compare(double a, double b,double c) {
        double [] arr = {a,b,c};
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append("参与比较的数值：").append(a).append(",").append(b).append(",").append(c);
        System.out.println(sb);
        double temp = arr[0];
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            if (temp < arr[i]) {
                temp = arr[i];
            }
        }
        System.out.println("最大值为："+temp);
    }
}

// com.Testclass.MathTest.java
package com.Testclass;
import com.shehuiuniversity.MyMath;
public class MathTest {
    public static void main(String[] args) {
        MyMath ma = new MyMath();
        ma.compare(0.1,0.5,0.3); // 正确调用，无报错
        ma.add(10,20);
    }
}

运行结果：

plaintext

参与比较的数值：0.1,0.5,0.3
最大值为：0.5
10 + 20 = 30