3 java.lang.AbstractStringBuilder

1️⃣类定义

AbstractStringBuilder是StringBuilder和StringBuffer的父类,包含字符串操作(修改、插入、追加等)的实现逻辑,子类根据各自需求对方法调用做同步处理,本身是线程不安全的。

abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence 

由于实现了CharSequence接口,所以StringBuilder和StringBuffer的实例可以直接赋值给CharSequence;
Appendable能够被追加 char 序列和值的对象。如果某个类的实例打算接收来自 Formatter 的格式化输出,那么该类必须实现 Appendable 接口。


2️⃣变量
    /**
     * 保存字符串的数组.
     */
    char[] value;

    /**
     * 记录字符长度.
     */
    int count;

3️⃣构造器
    /**
     * 无参构造方法,用于序列化和子类.
     */
    AbstractStringBuilder() {
    }

    /**
     * 指定容量构造字符串数组.
     */
    AbstractStringBuilder(int capacity) {
        value = new char[capacity];
    }

4️⃣方法

长度相关的方法

   /**
    * 返回当前字符长度.
    */
    @Override
    public int length() {
        return count;
    }
    
    /**
    * 返回当前容量(容量是存储容量).
    */
    public int capacity() {
        return value.length;
    }

扩容相关的方法

    /**
     * 确保最小期望容量至少大于0,如果大于0则调用ensureCapacityInternal().
     */
    public void ensureCapacity(int minimumCapacity) {
        if (minimumCapacity > 0)
            ensureCapacityInternal(minimumCapacity);
    }

    /**
     * 包含参数检查,最小容量不得小于已有字符串数组长度,没有同步特性.
     */
    private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {
        // overflow-conscious code
        if (minimumCapacity - value.length > 0) {
            value = Arrays.copyOf(value,
                    newCapacity(minimumCapacity));
        }
    }

    /**
     * 要分配的数组的最大大小.此属性调用了Integer中的常量作为参数                  
     * @Native public static final int   MAX_VALUE = 0x7fffffff;
     */
    private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
    
    /**
     * 返回的容量至少与给定的最小容量相同.
     */
    private int newCapacity(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int newCapacity = (value.length << 1) + 2;
        // 如果创建的容器容量小于最小期望的容量,则将最小期望容量赋值给newCapacity
        if (newCapacity - minCapacity < 0) {
            newCapacity = minCapacity;
        }
        // 如果新容器的容量小于等于0或者要分配的数组的最大大小与新容器的差值小于0则调用hugeCapacity(),反之使用当前容器
        return (newCapacity <= 0 || MAX_ARRAY_SIZE - newCapacity < 0)
            ? hugeCapacity(minCapacity)
            : newCapacity;
    }
    
    /**
     * 创建一个巨大容量的容器,如果要分配的数组的最大大小小于传入的容量大小则抛出OutOfMemoryError异常,否则根据三元结果进行创建.
     */
    private int hugeCapacity(int minCapacity) {
        if (Integer.MAX_VALUE - minCapacity < 0) { // overflow
            throw new OutOfMemoryError();
        }
        return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE)
            ? minCapacity : MAX_ARRAY_SIZE;
    }

裁剪 填充

   /**
    *把字符串拷贝到长度刚好合适的字符数组中返回,释放原数组空间;建议      
    *没有特殊情况不要使用这个方法,一次超大数组的拷贝非常消耗性能
    */
    public void trimToSize() {
        if (count < value.length) {
            value = Arrays.copyOf(value, count);
        }
    }
/**
 *通过添加字符'\0',令字符串长度达到newLength,仅在newLength大于数  
 *组内字符串长度有效。
 */
public void setLength(int newLength) {
        if (newLength < 0)
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(newLength);
        ensureCapacityInternal(newLength);

        if (count < newLength) {
            Arrays.fill(value, count, newLength, '\0');
        }

        count = newLength;
    }

查找

    /**
     * 返回指定索引值下的字符
     *
     * @param index
     * @return
     */
    @Override
    public char charAt(int index) {
        if ((index < 0) || (index >= count))
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);
        return value[index];
    }

    /**
     * 返回指定索引下字符的编码值
     *
     * @param index
     * @return
     */
    public int codePointAt(int index) {
        if ((index < 0) || (index >= count)) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);
        }
        return Character.codePointAtImpl(value, index, count);
    }

    /**
     * 返回指定索引前一位字符的编码值
     *
     * @param index
     * @return
     */
    public int codePointBefore(int index) {
        int i = index - 1;
        if ((i < 0) || (i >= count)) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);
        }
        return Character.codePointBeforeImpl(value, index, 0);
    }

    public int codePointCount(int beginIndex, int endIndex) {
        if (beginIndex < 0 || endIndex > count || beginIndex > endIndex) {
            throw new IndexOutOfBoundsException();
        }
        return Character.codePointCountImpl(value, beginIndex, endIndex - beginIndex);
    }

    public int offsetByCodePoints(int index, int codePointOffset) {
        if (index < 0 || index > count) {
            throw new IndexOutOfBoundsException();
        }
        return Character.offsetByCodePointsImpl(value, 0, count,
                index, codePointOffset);
    }

    /**
     * 复制指定范围的字符串到给定的字符数组中
     *
     * @param srcBegin
     * @param srcEnd
     * @param dst
     * @param dstBegin
     */
    public void getChars(int srcBegin, int srcEnd, char[] dst, int dstBegin) {
        if (srcBegin < 0)
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(srcBegin);
        if ((srcEnd < 0) || (srcEnd > count))
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(srcEnd);
        if (srcBegin > srcEnd)
            throw new StringIndexOutOfBoundsException("srcBegin > srcEnd");
        System.arraycopy(value, srcBegin, dst, dstBegin, srcEnd - srcBegin);
    }

append方法

append方法的很多重载就是靠调用getChars方法来达到尾插的目的的. 很简单, 就不提了.我们重点关注一下appendNull和append方法的bool型重载
private AbstractStringBuilder appendNull() {
        int c = count;
        ensureCapacityInternal(c + 4);
        final char[] value = this.value;
        value[c++] = 'n';
        value[c++] = 'u';
        value[c++] = 'l';
        value[c++] = 'l';
        count = c;
        return this;
    }
public AbstractStringBuilder append(boolean b) {
        if (b) {
            ensureCapacityInternal(count + 4);
            value[count++] = 't';
            value[count++] = 'r';
            value[count++] = 'u';
            value[count++] = 'e';
        } else {
            ensureCapacityInternal(count + 5);
            value[count++] = 'f';
            value[count++] = 'a';
            value[count++] = 'l';
            value[count++] = 's';
            value[count++] = 'e';
        }
        return this;
    }

substring

public String substring(int start, int end) {
        if (start < 0)
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(start);
        if (end > count)
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(end);
        if (start > end)
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(end - start);
        return new String(value, start, end - start);
    }
可以看到substring底层是直接调用的new String

reverse

public AbstractStringBuilder reverse() {
        boolean hasSurrogates = false;
        int n = count - 1;
        for (int j = (n-1) >> 1; j >= 0; j--) {
            int k = n - j;
            char cj = value[j];
            char ck = value[k];
            value[j] = ck;
            value[k] = cj;
            if (Character.isSurrogate(cj) ||
                Character.isSurrogate(ck)) {
                hasSurrogates = true;
            }
        }
        if (hasSurrogates) {
            reverseAllValidSurrogatePairs();
        }
        return this;
    }
两个指针j和k. 关于中心对称. 从中间开始一边向两边遍历, 一边交换. 就完成了翻转.

insert以及查索引的方法也是大量的使用了重载,所以这里简单列出来大家看一下即可

public AbstractStringBuilder insert(int index, char[] str, int offset,
                                    int len)
{
    if ((index < 0) || (index > length()))
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);
    if ((offset < 0) || (len < 0) || (offset > str.length - len))
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(
            "offset " + offset + ", len " + len + ", str.length "
            + str.length);
    ensureCapacityInternal(count + len);
    System.arraycopy(value, index, value, index + len, count - index);
    System.arraycopy(str, offset, value, index, len);
    count += len;
    return this;
}

public AbstractStringBuilder insert(int offset, Object obj) {
    return insert(offset, String.valueOf(obj));
}

public AbstractStringBuilder insert(int offset, String str) {
    if ((offset < 0) || (offset > length()))
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset);
    if (str == null)
        str = "null";
    int len = str.length();
    ensureCapacityInternal(count + len);
    System.arraycopy(value, offset, value, offset + len, count - offset);
    str.getChars(value, offset);
    count += len;
    return this;
}

public AbstractStringBuilder insert(int offset, char[] str) {
    if ((offset < 0) || (offset > length()))
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset);
    int len = str.length;
    ensureCapacityInternal(count + len);
    System.arraycopy(value, offset, value, offset + len, count - offset);
    System.arraycopy(str, 0, value, offset, len);
    count += len;
    return this;
}

public AbstractStringBuilder insert(int dstOffset, CharSequence s) {
    if (s == null)
        s = "null";
    if (s instanceof String)
        return this.insert(dstOffset, (String)s);
    return this.insert(dstOffset, s, 0, s.length());
}

 public AbstractStringBuilder insert(int dstOffset, CharSequence s,
                                     int start, int end) {
    if (s == null)
        s = "null";
    if ((dstOffset < 0) || (dstOffset > this.length()))
        throw new IndexOutOfBoundsException("dstOffset "+dstOffset);
    if ((start < 0) || (end < 0) || (start > end) || (end > s.length()))
        throw new IndexOutOfBoundsException(
            "start " + start + ", end " + end + ", s.length() "
            + s.length());
    int len = end - start;
    ensureCapacityInternal(count + len);
    System.arraycopy(value, dstOffset, value, dstOffset + len,
                     count - dstOffset);
    for (int i=start; i<end; i++)
        value[dstOffset++] = s.charAt(i);
    count += len;
    return this;
}

public AbstractStringBuilder insert(int offset, boolean b) {
    return insert(offset, String.valueOf(b));
}

public AbstractStringBuilder insert(int offset, char c) {
    ensureCapacityInternal(count + 1);
    System.arraycopy(value, offset, value, offset + 1, count - offset);
    value[offset] = c;
    count += 1;
    return this;
}

public AbstractStringBuilder insert(int offset, int i) {
    return insert(offset, String.valueOf(i));
}

public AbstractStringBuilder insert(int offset, long l) {
    return insert(offset, String.valueOf(l));
}

public AbstractStringBuilder insert(int offset, float f) {
    return insert(offset, String.valueOf(f));
}

public AbstractStringBuilder insert(int offset, double d) {
    return insert(offset, String.valueOf(d));
}
public int indexOf(String str) {
    return indexOf(str, 0);
}

public int indexOf(String str, int fromIndex) {
    return String.indexOf(value, 0, count, str, fromIndex);
}

public int lastIndexOf(String str) {
    return lastIndexOf(str, count);
}

public int lastIndexOf(String str, int fromIndex) {
    return String.lastIndexOf(value, 0, count, str, fromIndex);
}

5️⃣总结

①构造器里立即初始化数组;
②扩容方式为:扩容前长度 * 2 + 2(如果插入的这个字符串太长, 导致扩容一次也无法容纳就直接把长度设置为 扩容前长度+ 插入的字符串长度 )
③大规模使用了System.arraycopy方法

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