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补充内容 Windows通过SSH连接Linux
第一章 Linux基本命令的学习与Linux历史

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一、前言

• 面试中可能会遇到这个问题，实操加深印象

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二、学习内容：

• 学习String，StringBuffer与StringBuilder包含实操与理论面试

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三、问题描述

• 这三个的使用方法与区别
• 使用场景

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四、解决方案：

4.1 代码学习与性能测试

4.1.1 代码

• 这三个常用方法学习

可手动写试试效果

import java.util.*;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

/**
 * 字符串操作演示类，展示Java中字符串的各种操作方法
 */
public class Main {
    /**
     * 程序入口
     * @param args 命令行参数
     */
    public static void main(String[] args) {
        // 演示正则表达式和字符串分割
        demonstrateRegexAndSplitting();
        // 演示字符串操作
        demonstrateStringManipulations();
        // 演示StringBuffer操作
        demonstrateStringBufferOperations();
        // 演示StringBuilder性能
        demonstrateStringBuilderPerformance();
    }

    /**
     * 演示正则表达式和字符串分割的用法
     */
    private static void demonstrateRegexAndSplitting() {
        // 使用正则表达式匹配字母和数字
        Matcher matcher = Pattern.compile("[a-zA-Z0-9]").matcher("www.1000phone.com");
        // 检查字符串是否完全匹配字母和数字
        String str1 = "www.1000phone.com";
        boolean matches = str1.matches("[a-zA-Z0-9]");
        System.out.println(matches);
        // 替换字符串中第一个出现的0为1
        System.out.println(str1.replaceFirst("0", "1"));
        // 将字符串中的%替换为1
        System.out.println(str1.replaceAll("%", "1"));

        // 字符串分割演示
        String str2 = "192.168.1.2.1";
        printSplitResults(str2, "\\.", -2);
        printSplitResults(str2, "\\.", -5);
        printSplitResults(str2, "\\.", 4);
        printSplitResults(str2, "\\.", 5);
    }

    /**
     * 打印字符串分割结果
     * @param str 待分割的字符串
     * @param delimiter 分割符
     * @param limit 分割结果限制，如果为负数，则不限制结果数量
     */
    private static void printSplitResults(String str, String delimiter, int limit) {
        String[] splitArray = str.split(delimiter, limit);
        for (String s : splitArray) {
            System.out.println("[" + s + "]");
        }
        System.out.println("===============");
    }

    /**
     * 演示字符串的基本操作，包括截取、大小写转换等
     */
    private static void demonstrateStringManipulations() {
        String str = "  1000ohone.com";
        // 去除字符串两端的空白字符
        System.out.println(str.trim());
        // 获取字符串的子字符串，从索引4开始到结尾
        System.out.println(str.substring(4));
        // 获取字符串的子字符串，从索引4开始到索引7结束
        System.out.println(str.substring(4, 7));
        // 将字符串转换为大写
        System.out.println(str.toUpperCase());
        // 将字符串转换为小写
        System.out.println(str.toLowerCase());
        // 分割线
        System.out.println("=======1000ohone.com=========");
    }

    /**
     * 演示StringBuffer的操作，包括追加、删除、插入和反转字符串
     */
    private static void demonstrateStringBufferOperations() {
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        // 追加字符串
        sb.append("Hello").append(" world");

        // 打印追加后的字符串
        System.out.println(sb);
        // 删除字符串中索引5到6之间的字符
        sb.delete(5, 6);
        System.out.println("字符串删除" + sb);
        // 在索引5处插入字符's'
        sb.insert(5, "s");
        System.out.println("字符串插入" + sb);
        // 反转字符串
        sb.reverse();
        System.out.println("字符串反转" + sb);

        // 分割线
        System.out.println("========StringBuffer========");
    }

    /**
     * 演示StringBuilder的性能，对比字符串直接拼接的方式
     */
    private static void demonstrateStringBuilderPerformance() {
        // 测量字符串直接拼接的性能
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        String string = "";
        for (int i = 0; i < 50000; i++) {
            string += i;
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("执行时间" + (endTime - startTime) + "毫秒");

        // 测量StringBuilder拼接的性能
        startTime = System.currentTimeMillis();
        StringBuilder builder = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < 50000; i++) {
            builder.append(i);
        }
        endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("builder执行时间" + (endTime - startTime) + "毫秒");

        // 测量StringBuffer拼接的性能
        startTime = System.currentTimeMillis();
        StringBuffer buffer = new StringBuffer();
        for (int i = 0; i < 50000; i++) {
            buffer.append(i);
        }
        endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("buffer执行时间" + (endTime - startTime) + "毫秒");

        // 分割线
        System.out.println("========性能比较========");
    }

    /**
     * 生成具有指定属性的类代码
     * @param className 生成的类名
     * @param properties 属性列表，每个属性由类型和名称组成，用冒号分隔
     */
    private static void generate(String className, String... properties) {
        String voClassName = className + "VO";
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        // 生成类定义和属性以及getter和setter方法
        sb.append("public class ").append(voClassName).append("{\n");
        for (String property : properties) {
            String[] parts = property.split(":");
            String type = parts[0];
            String name = parts[1];
            sb.append("\tprivate ").append(type).append(" ").append(name).append(";\n");
            sb.append("\tpublic void set").append(capitalize(name)).append("(").append(type).append(" ").append(name).append(") {\n");
            sb.append("\t\tthis.").append(name).append(" = ").append(name).append(";\n");
            sb.append("\t}\n");
            sb.append("\tpublic ").append(type).append(" get").append(capitalize(name)).append("() {\n");
            sb.append("\t\treturn this.").append(name).append(";\n");
            sb.append("\t}\n");
        }
        // 打印生成的类代码
        System.out.println(sb.toString());
    }

    /**
     * 将字符串的第一个字符转换为大写
     * @param str 待转换的字符串
     * @return 转换后的字符串
     */
    private static String capitalize(String str) {
        if (str == null || str.isEmpty()) {
            return str;
        }
        // 返回转换后的字符串
        return str.substring(0, 1).toUpperCase() + str.substring(1);
    }
}

4.1.2 性能测试结果

⭐️ 可以看到相同条件下StringBuilder效率更高

结果不一定可能受其他因素影响，但相同条件StringBuilder效率更高是可以确定的

4.2 区别

StringBuffer和StringBuilder的区别：

1. 可变性：

   • StringBuffer和StringBuilder对象的值是可以被修改的
   • String对象的值是不可修改的所以也是线程安全。

2. 线程安全性：

   • StringBuffer几乎所有的方法都使用synchronized实现了同步，因此是线程安全的
   • StringBuilder没有实现同步，因此是非线程安全的。

3. 性能：

   • StringBuffer在多线程系统中可以保证数据同步，但效率比较低；
   • StringBuilder在单线程环境下效率较高，但在多线程环境下不安全。

在实际开发中

• 如果需要频繁修改字符串且要考虑线程安全，应该使用StringBuffer；
• 如果不需要考虑线程安全且追求效率，可以使用StringBuilder。

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五、总结：

面试回答

5.1 使用场景

（1）如果要操作少量的数据用 String；
（2）多线程操作字符串缓冲区下操作大量数据用 StringBuffer；
（3）单线程操作字符串缓冲区下操作大量数据用 StringBuilder。

5.2 关联记忆方法

仅用作记忆

• StringBuffer：Buff有增益的意思，与多线程相关，多线程来回调用效率更低
• StringBuilder：反者记，这个就是单线程使用效率更高

（后续有遇到问题再添加）

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