在 Java 编程中，字符串连接是一项基础且常用的操作，无论是构建 SQL 查询语句、生成动态文本内容，还是处理用户输入数据，都离不开字符串的拼接，随着 Java 语言的不断演进，字符串连接的方式也日益丰富，每种方法都有其适用场景和性能特点，本文将深入探讨 Java 中字符串连接的各种方法，从基础的 运算符到高效的 StringBuilder 和 StringBuffer，再到 Java 8 引入的 String.join() 方法,帮助开发者根据实际需求选择最合适的方案。
使用 运算符进行字符串连接
在 Java 中，最直观、最简单的字符串连接方式莫过于使用 运算符，这种方式语法简洁，适合少量字符串的拼接,尤其是在字符串字面量或简单表达式中使用时非常方便。
String str1 = "Hello"; String str2 = "World"; String result = str1 + " " + str2; System.out.println(result); // 输出：Hello World
运算符在处理大量字符串连接时存在性能问题，这是因为 Java 中的字符串是不可变的（immutable），每次使用 连接字符串时，都会在内存中创建一个新的字符串对象，而原来的字符串对象则会成为垃圾，等待垃圾回收器（GC）回收，如果在循环中频繁使用 运算符，会导致大量临时对象的创建，不仅增加内存开销,还会降低程序执行效率。
String str = "";
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
str += "a"; // 每次循环都会创建新的字符串对象
}
上述代码在循环中执行 1000 次字符串连接，会产生 1000 个临时字符串对象，严重影响性能，在需要频繁拼接字符串的场景下，应避免使用 运算符。
使用 StringBuilder 进行高效字符串连接
为了解决 运算符在大量字符串连接时的性能问题，Java 提供了 StringBuilder 类。StringBuilder 是一个可变的字符序列，它提供了一系列方法来修改字符串内容，而不会创建新的对象，在 StringBuilder 中，字符串连接操作是通过 append() 方法实现的，该方法直接在原有对象上进行修改,避免了频繁创建临时对象的开销。
以下是使用 StringBuilder 的示例：
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("Hello");
sb.append(" ");
sb.append("World");
String result = sb.toString();
System.out.println(result); // 输出：Hello World
在循环中使用 StringBuilder 可以显著提高性能：
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
sb.append("a"); // 直接在原有对象上修改，不创建新对象
}
String result = sb.toString();
StringBuilder 是非线程安全的，如果在多线程环境下需要修改字符串，应使用 StringBuffer 类。StringBuffer 的方法和 StringBuilder 基本相同，但所有方法都使用了 synchronized 关键字进行同步，确保线程安全，由于同步操作会带来额外的性能开销，因此在单线程环境下，优先使用 StringBuilder。
使用 String.format() 方法进行格式化连接
除了直接拼接字符串外，有时还需要按照特定格式连接字符串，这时可以使用 String.format() 方法，它类似于 C 语言中的 printf 函数，通过格式化字符串和参数来生成最终的字符串。String.format() 方法提供了灵活的格式化选项,适用于需要复杂格式控制的场景。
String name = "Alice";
int age = 25;
String result = String.format("Name: %s, Age: %d", name, age);
System.out.println(result); // 输出：Name: Alice, Age: 25
在上述代码中，%s 和 %d 是格式占位符，分别表示字符串和整数类型的参数。String.format() 方法内部使用了 StringBuilder 来构建最终的字符串，因此在格式化复杂字符串时，既保持了代码的可读性,又不会牺牲性能。
使用 String.join() 方法连接字符串数组或列表
从 Java 8 开始，String 类新增了 join() 方法，该方法可以方便地将数组或列表中的字符串元素用指定的分隔符连接起来。String.join() 方法提供了一种简洁的方式来处理多个字符串的拼接,特别是在需要统一分隔符的场景下非常实用。
以下是 String.join() 的示例：
String[] words = {"Hello", "World", "Java"};
String result = String.join(" ", words);
System.out.println(result); // 输出：Hello World Java
List<String> list = Arrays.asList("Java", "Python", "C++");
result = String.join(", ", list);
System.out.println(result); // 输出：Java, Python, C++
String.join() 方法的底层实现也是基于 StringBuilder，因此在性能上表现良好，该方法还支持可变参数,可以直接连接多个字符串：
String result = String.join("-", "a", "b", "c");
System.out.println(result); // 输出：a-b-c
使用 StringUtils.join()（Apache Commons Lang）
在实际开发中，除了 Java 标准库提供的方法外，开发者还可以使用第三方库中的工具类，Apache Commons Lang 库中的 StringUtils.join() 方法提供了更丰富的字符串连接功能，与 String.join() 相比，StringUtils.join() 支持更多的数据类型，并且可以处理 null 值。
以下是使用 StringUtils.join() 的示例：
String[] array = {"a", null, "c"};
String result = StringUtils.join(array, "-");
System.out.println(result); // 输出：a-null-c
List<String> list = Arrays.asList("x", null, "z");
result = StringUtils.join(list, ",");
System.out.println(result); // 输出：x,null,z
需要注意的是，使用 StringUtils.join() 需要添加 Apache Commons Lang 依赖，在 Maven 项目中，可以在 pom.xml 文件中添加以下依赖：
<dependency>
<groupId>org.apache.commons</groupId>
<artifactId>commons-lang3</artifactId>
<version>3.12.0</version>
</dependency>
性能对比与最佳实践
为了直观地比较不同字符串连接方法的性能，我们可以编写一个简单的测试代码，在循环中分别使用 运算符、StringBuilder 和 StringBuffer 进行字符串连接，并记录执行时间，测试结果通常会显示，StringBuilder 的性能最好，StringBuffer 稍慢（由于同步开销），而 运算符在大量连接时性能最差。
在选择字符串连接方法时,应遵循以下最佳实践：
- 少量字符串拼接：如果只是连接少量字符串（如 2-3 个），可以直接使用 运算符,代码简洁易读。
- 大量字符串拼接：在循环或需要频繁拼接字符串的场景下，应使用
StringBuilder,避免性能问题。 - 多线程环境：如果在多线程环境下需要修改字符串，应使用
StringBuffer确保线程安全。 - 格式化字符串：如果需要按照特定格式连接字符串，可以使用
String.format()方法,提高代码可读性。 - 连接数组或列表：如果需要连接数组或列表中的字符串，优先使用
String.join()方法,简洁高效。 - 处理 null 值：如果需要处理可能包含
null值的字符串数组或列表，可以使用StringUtils.join()方法。
Java 中的字符串连接方法多种多样，每种方法都有其优缺点和适用场景，开发者应根据实际需求选择最合适的方法，在保证代码可读性的同时，优化程序性能。 运算符适合少量拼接，StringBuilder 和 StringBuffer 适合大量拼接，String.format() 适合格式化连接，String.join() 适合连接数组或列表，而 StringUtils.join() 则提供了更灵活的第三方解决方案，掌握这些方法，可以帮助开发者更高效地处理字符串连接操作，提升 Java 程序的质量和性能。
