Lớp java.lang.StringBuilder

StringBuilder là một lớp trong Java đại diện cho một chuỗi ký tự có thể thay đổi. Nó tương tự như StringBuffer nhưng không đảm bảo tính đồng bộ, điều này làm cho nó nhanh hơn trong môi trường đơn luồng.

Lớp StringBuilder nằm trong package java.lang: Đây là một package đặc biệt, các lớp trong package này được tự động import vào mọi file nguồn Java. Do đó, bạn có thể sử dụng các lớp trong package java.lang mà không cần khai báo import.

Đặc điểm chính của lớp StringBuilder

Có thể thay đổi: Bạn có thể thêm, xóa hoặc thay thế các ký tự trong một đối tượng StringBuilder.

Không an toàn cho đa luồng: Các phương thức của StringBuilder không được đồng bộ hóa, vì vậy không nên sử dụng nó trong môi trường đa luồng.

Có dung lượng: Mỗi StringBuilder có một dung lượng. Nếu chuỗi vượt quá dung lượng, bộ nhớ sẽ tự động được mở rộng.

Ⅰ. So sánh giữa lớp StringBuilder và lớp String trong Java.

String và StringBuilder là hai lớp quan trọng trong Java để xử lý chuỗi, nhưng chúng có những điểm khác biệt cơ bản. Dưới đây là một so sánh giữa chúng:

Khi nào nên sử dụng StringBuilder?

Nên sử dụng khi bạn làm việc trong một môi trường đơn luồng hoặc khi bạn không cần đến tính đồng bộ.

Khi bạn muốn có hiệu suất cao hơn trong việc thao tác với chuỗi.

Ⅱ. So sánh chi tiết giữa lớp StringBuffer và lớp StringBuilder trong Java

StringBuffer và StringBuilder là hai lớp trong Java được sử dụng để biểu diễn các chuỗi có thể thay đổi (mutable). Cả hai lớp đều cung cấp các phương thức để thêm, xóa, thay thế các ký tự trong chuỗi. Tuy nhiên, chúng có một điểm khác biệt chính liên quan đến đa luồng.

Đồng bộ hóa (Synchronization)

StringBuffer: Là một lớp đồng bộ hóa (synchronized). Điều này có nghĩa là các phương thức của StringBuffer được thiết kế để an toàn khi sử dụng trong môi trường đa luồng. Khi nhiều luồng cùng truy cập và sửa đổi một đối tượng StringBuffer, các phương thức sẽ được thực thi một cách tuần tự, tránh xung đột dữ liệu.

StringBuilder: Không đồng bộ. Điều này làm cho StringBuilder hiệu quả hơn StringBuffer trong các môi trường đơn luồng, nhưng không an toàn khi sử dụng trong môi trường đa luồng. Nếu nhiều luồng cùng truy cập và sửa đổi một đối tượng StringBuilder, có thể dẫn đến các vấn đề về đồng bộ hóa và lỗi không mong muốn.

Hiệu suất

StringBuilder: Vì không có cơ chế đồng bộ hóa, StringBuilder thường nhanh hơn StringBuffer.

StringBuffer: Do cơ chế đồng bộ hóa, StringBuffer thường chậm hơn StringBuilder.

Dưới đây là bảng so sánh giữa StringBuffer và StringBuilder trong Java:

Tóm lại: Khi lựa chọn giữa StringBuffer và StringBuilder, bạn cần cân nhắc giữa hiệu suất và tính an toàn cho đa luồng. Nếu hiệu suất là ưu tiên hàng đầu và bạn chắc chắn rằng chỉ có một luồng truy cập, hãy sử dụng StringBuilder. Ngược lại, nếu bạn cần đảm bảo tính an toàn cho đa luồng, hãy sử dụng StringBuffer.

Ⅲ. Cú pháp khai báo lớp StringBuilder

public final class StringBuilder
extends Object
implements Serializable, CharSequence

Dưới đây là giải thích chi tiết về cú pháp khai báo này:

↳ public: Từ khóa này chỉ ra rằng lớp StringBuilder có thể được truy cập từ bất kỳ đâu (không giới hạn phạm vi truy cập).

↳ final: Từ khóa này chỉ ra rằng lớp StringBuilder không thể bị kế thừa. Điều này có nghĩa là bạn không thể tạo một lớp con từ lớp StringBuilder.

↳ class StringBuilder: Đây là tên của lớp, là StringBuilder.

↳ extends Object: Lớp StringBuilder kế thừa từ lớp Object, lớp cha của tất cả các lớp trong Java. Điều này có nghĩa là lớp StringBuilder thừa hưởng các phương thức từ lớp Object.

Lớp java.lang.StringBuilder được implements từ các interface Serializable và CharSequence.

↳ implements Serializable: Lớp StringBuilder có thể được tuần tự hóa, nghĩa là nó có thể được chuyển đổi thành một chuỗi byte để lưu trữ hoặc truyền tải qua mạng.

↳ implements CharSequence: Lớp StringBuilder cung cấp các phương thức để thao tác với chuỗi ký tự. CharSequence là một giao diện đại diện cho một chuỗi các ký tự.

Tóm lại, khai báo trên định nghĩa rằng StringBuilder là một lớp không thể bị kế thừa, kế thừa các phương thức từ lớp Object, và có khả năng tuần tự hóa cũng như thao tác với chuỗi ký tự.

Ⅲ. Các hàm tạo của lớp StringBuilder

Lớp StringBuilder trong Java cung cấp một vài hàm tạo khác nhau để bạn có thể khởi tạo một đối tượng StringBuilder với các giá trị ban đầu khác nhau. Dưới đây là các hàm tạo phổ biến nhất:

↳ StringBuilder(): Tạo một đối tượng StringBuilder rỗng với dung lượng ban đầu là 16 ký tự.

↳ StringBuilder(CharSequence seq): Tạo một đối tượng StringBuilder chứa cùng các ký tự với đối tượng CharSequence được chỉ định.

↳ StringBuilder(int capacity): Tạo một đối tượng StringBuilder rỗng với dung lượng ban đầu được chỉ định.

↳ StringBuilder(String str): Tạo một đối tượng StringBuilder được khởi tạo với nội dung của chuỗi được chỉ định.

Dưới đây là ví dụ về các constructor của lớp StringBuilder trong Java:

ppublic class Example {
    public static void main(String[] args) {
        // Constructor không tham số: Tạo đối tượng StringBuilder rỗng với dung lượng ban đầu là 16 ký tự.
        StringBuilder sb1 = new StringBuilder();
        System.out.println("Dung lượng ban đầu của sb1: " + sb1.capacity()); // In ra dung lượng ban đầu

        // Constructor với CharSequence: Tạo đối tượng StringBuilder chứa các ký tự từ CharSequence.
        CharSequence cs = "Hello, CharSequence!";
        StringBuilder sb2 = new StringBuilder(cs);
        System.out.println("Nội dung của sb2: " + sb2.toString()); // In ra nội dung của sb2

        // Constructor với dung lượng: Tạo đối tượng StringBuilder rỗng với dung lượng ban đầu được chỉ định.
        StringBuilder sb3 = new StringBuilder(50);
        System.out.println("Dung lượng ban đầu của sb3: " + sb3.capacity()); // In ra dung lượng ban đầu

        // Constructor với chuỗi: Tạo đối tượng StringBuilder được khởi tạo với nội dung của chuỗi.
        String str = "Hello, StringBuilder!";
        StringBuilder sb4 = new StringBuilder(str);
        System.out.println("Nội dung của sb4: " + sb4.toString()); // In ra nội dung của sb4
    }
}

Trong ví dụ trên, các constructor của StringBuilder cho phép tạo các đối tượng với dung lượng hoặc nội dung khác nhau, tùy thuộc vào cách bạn khởi tạo chúng.

Ⅳ. Phương thức của lớp StringBuilder

Lớp StringBuilder cung cấp rất nhiều phương thức để bạn có thể thực hiện nhiều thao tác khác nhau trên chuỗi như thêm, xóa, thay thế, đảo ngược, v.v. trong một đối tượng StringBuilder sau khi nó được tạo. Việc phân nhóm các phương thức của lớp StringBuilder theo chức năng sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về cách sử dụng chúng. Dưới đây là cách tôi đề xuất phân nhóm:

Phương thức append() thêm dữ liệu vào cuối chuỗi của lớp StringBuilder

Phương thức delete() xóa ký tự hoặc chuỗi của lớp StringBuilder

Phương thức insert() chèn dữ liệu vào một vị trí cụ thể của lớp StringBuilder

Phương thức thay thế của lớp StringBuilder

Các phương thức tìm kiếm của lớp StringBuilder

Các phương thức truy vấn thông tin của lớp StringBuilder

Phương thức đảo ngược chuỗi của lớp StringBuilder

Các phương thức quản lý dung lượng chuỗi của lớp StringBuilder

Các phương thức làm việc với chuỗi con của lớp StringBuilder

Các phương thức xử lý Unicode của lớp StringBuilder

Trong phần tiếp theo chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết cách sử dụng chúng trong các tình huống thực tế.