Java 中拼接 String 的 N 種方式

程式猿阿朗發表於2022-02-21
Java
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1. 前言

Java 提供了拼接 String 字串的多種方式，不過有時候如果我們不注意 null 字串的話，可能會把 null 拼接到結果當中，很明顯這不是我們想要的。

在這篇文章中，將介紹一些在拼接 String 時避免 null 值的幾種方式。

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2. 問題復現

如果我們想要拼接 String 陣列，可以簡單的使用 + 運算子進行拼接，但是可能會遇到 null 值。

String[] values = {"https", "://", "www.", "wdbyte", ".com", null};
String result = "";

for (String value : values) {
    result = result + value;
}

這會將所有元素拼接到結果字串中，如下所示：

https://www.wdbyte.comnull

但是，我們已經發現問題了，最後的 null 值作為字串也拼接了下來，這顯然不是我們想要的。

同樣，即使我們在 Java 8 或更高版本上執行，然後使用String.join()) 靜態方法拼接字串，一樣會得到帶有 null 值的輸出。

String[] values = {"https", "://", "www.", "wdbyte", ".com", null};
String result = String.join("", values);
// output: https://www.wdbyte.comnull

下面看看一些可以避免 null 值被拼接下來的方法，我的期待的輸出結果應該是:

https://www.wdbyte.com

3. 使用 + 運算子

加法符號 + 可以拼接 String 字串，那麼我們只需要在拼接時進行 null 判斷就可以把 null 值替換為空字串了。

for (String value : values) {
  result = result + (value == null ? "" : value);
}

然而，我們知道 String 是一個不可變物件，使用 + 號會頻繁的建立字串物件，每次都會在記憶體中建立一個新的字串，所以使用 + 符號來拼接字串的效能消耗是很高的。

為了方便後續的程式碼演示，我們抽取一個可以傳入字串，返回一個非 null 字串的方法。
public String nullToString(String value) {
    return value == null ? "" : value;
}

因此上面的程式碼可以改為呼叫這個方法：

for (String value : values) {
    result = result + nullToString(value);
}

4. 使用 String.concat()

String.concat()) 是 String 類自帶的一個方法，使用這種方式拼接字串十分方便。

for (String value : values) {
    result = result.concat(getNonNullString(value));
}

因為呼叫了 nullToString() 方法，因此得到的結果中沒有 null 值。

5. 使用 StringBuilder

StringBuilder 類提供了很多有用且方便的 String 構建方法。其中比較常用的是 append() 方法，使用 append() 來拼接字串，同時結合 nullToString() 方法來避免 null 值。

String[] values = {"https", "://", "www.", "wdbyte", ".com", null};
StringBuilder result = new StringBuilder();
for (String value : values) {
    result = result.append(nullToString(value));
}

可以得到如下結果：

https://www.wdbyte.com

6. 使用 StringJoiner 類 (Java 8+)

StringJoiner 類提供了更強大的字串拼接功能，不僅可以指定拼接時的分隔符，還可以指定拼接時的字首和字尾，這裡我們可以使用它的 add()方法來拼接字串。

同樣的會用 nullToString() 方法來避免 null 值。

String[] values = {"https", "://", "www.", "wdbyte", ".com", null};
StringJoiner result = new StringJoiner("");
for (String value : values) {
    result = result.add(nullToString(value));
}

7. 使用 Streams.filter (Java 8+)

Stream API 是 Java 8 引入的功能強大的流式操作類，可以進行常見的過濾、對映、遍歷、分組、統計等操作。其中的過濾操作 filter 可以接收一個 Predicate 函式，Predicate 函式介面同之前介紹的 Function (opens new window)介面一樣，是一個函式式介面，它可以接受一個泛型 <T> 引數，返回值為布林型別，Predicate 常用於資料過濾。

因此，我們可以定義一個Predicate 來檢查為 null 的字串，然後傳遞給 Stream API 的 filter() 方法。

最後再使用 Collectors.joining() 方法拼接剩餘的非 null 字串。

String[] values = {"https", "://", "www.", "wdbyte", ".com", null};
String result = Arrays.stream(values)
    .filter(Objects::nonNull)
    .collect(Collectors.joining());

8. 總結

這篇文章介紹了拼接非 null 字串的幾種方式，不同的方式可能適合不同的場景，不過要注意拼接String 字串是一項昂貴的操作，下面是使用 JMH 對幾種拼接方式進行基準測試的結果。

Benchmark                   Mode   Cnt       Score        Error  Units
StringConcat.operateAdd     thrpt   25  13635005.992 ± 549759.774  ops/s
StringConcat.String.concat  thrpt   25   7465193.417 ± 667928.552  ops/s
StringConcat.StringBuilder  thrpt   25  13949781.608 ± 142001.421  ops/s
StringConcat.StringJoiner   thrpt   25   9502405.473 ± 211977.433  ops/s
StringConcat.StreamFilter   thrpt   25   8998396.107 ± 649033.722  ops/s

可以看到 StringBuilder 的效能是最好的，實際使用時要結合具體場景，然後選擇最低的效能開銷方式。

一如既往，文章中的程式碼存放在：github.com/niumoo/JavaNotes

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