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Java 实例 – 连接字符串（保姆级教程）

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在 Java 开发中，连接字符串是一个高频操作场景。无论是构建 SQL 查询语句、生成日志信息，还是拼接 API 请求参数，开发者都需要掌握多种字符串连接的实现方式。本文通过 Java 实例 – 连接字符串 的主题，从基础语法到性能优化，逐步解析这一核心技能。我们将通过对比不同方法的优缺点、提供代码示例，并结合实际案例，帮助读者选择最适合的实现方案。

一、基础语法：字符串连接的三种常见方式

1.1 使用 + 运算符：最直观的入门方法

Java 中的 + 运算符是连接字符串最直接的方式，尤其适合简单场景。例如：

String name = "Alice";  
String greeting = "Hello, " + name + "!";  
System.out.println(greeting); // 输出 "Hello, Alice!"

比喻说明：这就像把两段文字用胶水粘在一起，操作简单但可能产生冗余。当需要拼接多个字符串时，频繁使用 + 运算符会导致内存中频繁创建新对象，从而影响性能。

1.2 String.concat() 方法：面向对象的替代方案

String 类的 concat() 方法提供了更显式的方式：

String firstName = "John";  
String lastName = "Doe";  
String fullName = firstName.concat(" ").concat(lastName);  
System.out.println(fullName); // 输出 "John Doe"

虽然语法更冗长，但 concat() 方法的语义更清晰，适合需要明确表达字符串连接逻辑的场景。

1.3 StringBuilder 类：动态扩展的“字符串容器”

当需要多次拼接字符串时（如循环内操作），StringBuilder 是更高效的选择：

StringBuilder sb = new StringBuilder();  
sb.append("Java");  
sb.append(" 实例 – 连接字符串");  
String result = sb.toString();  
System.out.println(result); // 输出 "Java 实例 – 连接字符串"

核心原理：StringBuilder 内部维护一个可动态扩展的字符数组，避免了每次拼接都创建新对象的问题。这就像准备一个可伸缩的收纳盒，逐步添加内容而无需重复整理。

二、进阶技巧：灵活控制连接逻辑

2.1 自定义分隔符与 StringJoiner 类

在需要动态生成带有分隔符的字符串时（如 CSV 文件内容），StringJoiner 提供了更简洁的解决方案：

StringJoiner sj = new StringJoiner(", ", "[", "]");  
sj.add("Apple");  
sj.add("Banana");  
sj.add("Orange");  
System.out.println(sj.toString()); // 输出 "[Apple, Banana, Orange]"

参数解析：

  • 第一个参数 ", " 是元素间的分隔符；
  • 第二、三个参数 "[", "]" 是字符串的前后缀。

2.2 处理空值与默认值：避免 NullPointerException

在拼接可能包含 null 的字段时，可通过 Objects.toString() 方法提供默认值：

String email = null;  
String userSummary = "用户邮箱：" + Objects.toString(email, "未设置");  
System.out.println(userSummary); // 输出 "用户邮箱：未设置"

关键点：Objects.toString() 会将 null 转换为字符串 "null"，但此处通过重载方法直接指定默认值。

三、性能对比：不同方法的效率差异

3.1 时间复杂度分析

方法时间复杂度（拼接 N 次）
+ 运算符O(N²)
StringBuilderO(N)
String.concat()O(N²)

比喻说明：使用 + 运算符拼接字符串如同每次重新组装整个乐高积木，而 StringBuilder 更像在积木盒中逐步添加零件，效率差异显著。

3.2 实际测试案例

以下代码对比拼接 1000 次字符串的耗时：

public static void main(String[] args) {  
    long startTime;  
    // 测试 + 运算符  
    startTime = System.currentTimeMillis();  
    String result = "";  
    for (int i = 0; i < 1000; i++) {  
        result += "a";  
    }  
    System.out.println("运算符耗时：" + (System.currentTimeMillis() - startTime) + "ms"); // 约 10ms  

    // 测试 StringBuilder  
    startTime = System.currentTimeMillis();  
    StringBuilder sb = new StringBuilder();  
    for (int i = 0; i < 1000; i++) {  
        sb.append("a");  
    }  
    System.out.println("StringBuilder 耗时：" + (System.currentTimeMillis() - startTime) + "ms"); // 约 0ms  
}

结论：在循环拼接场景中，StringBuilder 的性能优势明显。

四、实战案例：构建 API 请求参数

假设需要将用户输入的参数拼接成 URL 查询字符串：

// 输入参数  
Map<String, String> params = new HashMap<>();  
params.put("name", "Java 实例");  
params.put("page", "1");  
params.put("sort", "desc");  

// 使用 StringJoiner 实现  
StringJoiner sj = new StringJoiner("&");  
params.forEach((key, value) -> sj.add(URLEncoder.encode(key) + "=" + URLEncoder.encode(value)));  
String queryString = sj.toString();  

// 最终 URL  
String url = "https://api.example.com/data?" + queryString;  
System.out.println(url); // 输出带编码的查询参数

关键点：

  1. 使用 URLEncoder.encode() 对参数编码，避免特殊字符问题；
  2. StringJoiner 自动处理分隔符，无需手动判断是否添加 &。

五、选择方法的决策树

根据场景选择最合适的字符串连接方式：

  1. 简单场景（2-3 次拼接）：直接使用 + 运算符或 concat() 方法；
  2. 循环或多次拼接：优先选择 StringBuilder；
  3. 需要分隔符或前后缀：使用 StringJoiner；
  4. 多线程环境：改用线程安全的 StringBuffer（但需注意性能开销）。

结论

掌握 Java 实例 – 连接字符串 的多种方法，不仅能提升代码的可读性，更能显著优化程序性能。通过本文的案例对比和性能分析，读者可以快速判断不同场景下的最佳实践。建议在日常开发中优先使用 StringBuilder 处理复杂拼接任务，并结合 StringJoiner 简化分隔符管理。随着实践深入，开发者将能更灵活地应对字符串操作的挑战，为构建高效、健壮的 Java 应用奠定基础。

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