Effective Java Item 63：小心字串串接的效能陷阱

整理 Effective Java 書中 Item 63: Beware the performance of string concatenation 心得筆記

主旨

用 + 來拼接字串雖然寫起來很直覺，但如果在迴圈中反覆拼接字串，會造成 效能災難。

字串是 immutable 的，每次用 + 拼接，背後其實都在重新建立新物件。這會讓原本應該是線性時間的操作，變成 O(n²) 的低效實作。

範例：錯誤的字串串接方式

來看一個帳單輸出的方法：

// 效能超差的寫法
public String statement() {
    String result = "";
    for (int i = 0; i < numItems(); i++) {
        result += lineForItem(i); // 每次都產生新字串
    }
    return result;
}

這段程式碼在少量資料時還看不出問題，但如果 numItems() 回傳的是 1000、10000…
這程式會越來越慢，因為每次都要把前面的字串重新複製一遍。

正確做法：使用 StringBuilder

// ✅ 高效能的字串串接方式
public String statement() {
    StringBuilder b = new StringBuilder(numItems() * LINE_WIDTH);
    for (int i = 0; i < numItems(); i++) {
        b.append(lineForItem(i));
    }
    return b.toString();
}

這段使用 StringBuilder：

• 不會每次建立新字串
• 串接過程只在原有記憶體中追加
• 可預先設定容量（省去擴充成本）

效能測試：

• numItems = 100 時，使用 StringBuilder 的版本大約 快了 6.5 倍
• 數量越多，差異越大，因為一個是 O(n²)，一個是 O(n)

真實世界經驗補充

即使在 Java 9 之後，編譯器會自動幫你用 StringBuilder 優化像這樣的語法：

String s = "Hello" + name + "!";

但如果你是在 迴圈中不斷使用 +=，這種優化仍然不夠用。請改用 StringBuilder。

小結：字串拼接的黃金守則