深入解析StringBuffer的扩容机制

深入解析StringBuffer的扩容机制

在学习C++时，我们了解到向量（Vector）自动扩容是按照初始容量的两倍进行的。而在Java中，StringBuffer也有类似的扩容机制，但具体实现有所不同。本文将详细介绍StringBuffer在不同场景下的扩容规则。

一、默认构造方法

使用无参构造方法创建StringBuffer对象时，默认容量为16，长度为0（即没有添加任何元素）。以下是示例代码：

StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
System.out.println("默认容量: " + stringBuffer.capacity()); // 输出：16

如果添加的字符数小于或等于16，则容量保持不变。若添加的字符数大于16且小于等于34（16*2+2），则容量会扩展到34。如果添加的字符数超过34，则容量将直接设置为实际字符数。例如：

StringBuffer stringBuffer1 = new StringBuffer();
stringBuffer1.append("12345"); // 5 <16, 容量仍为16
System.out.println("容量: " + stringBuffer1.capacity()); // 输出：16

StringBuffer stringBuffer2 = new StringBuffer();
stringBuffer2.append("123456789012345678901234567"); // 27 > 16 且 <= 34, 容量变为34
System.out.println("容量: " + stringBuffer2.capacity()); // 输出：34

StringBuffer stringBuffer3 = new StringBuffer();
stringBuffer3.append("12345678901234567890123456789012345"); // 35 > 34, 容量变为35
System.out.println("容量: " + stringBuffer3.capacity()); // 输出：35

二、带初始字符串的构造方法

当使用带有初始字符串的构造方法时，StringBuffer的容量将是初始字符串长度加上16。例如：

StringBuffer stringBuffer1 = new StringBuffer("12345"); // 初始容量为5 + 16 = 21
System.out.println("容量: " + stringBuffer1.capacity()); // 输出：21

StringBuffer stringBuffer2 = new StringBuffer("12345678901234567"); // 初始容量为17 + 16 = 33
System.out.println("容量: " + stringBuffer2.capacity()); // 输出：33

如果后续调用append方法添加更多字符，扩容规则如下：

• 若追加字符后的总长度小于或等于当前容量，则容量不变；


• 若追加字符后的总长度大于当前容量且小于等于 (n+16)*2+2，则容量扩展为 (n+16)*2+2；


• 若追加字符后的总长度超过 (n+16)*2+2，则容量直接设置为实际长度。

三、带初始容量的构造方法

使用带初始容量的构造方法时，可以显式指定StringBuffer的初始容量。例如：

StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer(10); // 设置初始容量为10
System.out.println("容量: " + stringBuffer.capacity()); // 输出：10

StringBuffer stringBuffer2 = new StringBuffer(10);
stringBuffer2.append("12345678901"); // 添加11个字符，容量变为10*2+2=22
System.out.println("容量: " + stringBuffer2.capacity()); // 输出：22

StringBuffer stringBuffer3 = new StringBuffer(10);
stringBuffer3.append("12345678901234567890123"); // 添加23个字符，容量变为23
System.out.println("容量: " + stringBuffer3.capacity()); // 输出：23

总结：通过上述分析可以看出，StringBuffer的扩容机制不仅考虑了初始容量，还根据实际添加的字符数进行了动态调整。了解这些规则有助于优化程序性能，特别是在处理大量字符串拼接时。