StringBuilder/StringBuffer的insert, append复杂度分析

先来看一个cc150的例子：要串联一组strings合成单个string，可以用一下代码来实现。

public String joinWords(String[] words) {
String sentence = "";
for (String w : words) {
sentence += w;
}
return sentence;
}

这里使用string来存储结果，在每个loop里串联一次。string是immutable的，一旦初始化则不可再改变，所以串联的两个string都要被复制到一个新的string中。如果每个string的长度为x，总共有n个string，那么完成所有string的串联需要(x + 2x + 3x + ... + nx) 次操作，也就是O(xn^2)。

如果使用StringBuilder来做：

public String joinWords(String[] words) {
StringBuilder sentence = new StringBuilder();
for (String w : words) {
sentence.append(w);
}
return sentence.toString();
}

StringBuilder的默认constructor创建一个容量为16的字符串生成器。当这个builder装满之后，会自动增加一倍的空间，类似ArrayList。所以当使用append时，不用每次都复制string，整个过程只需要O(n)的时间。

现在我们需要往前串联strings，则要使用insert来做：

public String joinWords(String[] words) {
StringBuilder sentence = new StringBuilder();
for (String w : words) {
sentence.insert(0, w);
}
return sentence.toString();
}和append不一样，当调用insert时，StringBuilder会尽量减少string中被移动的元素，所以每当insert一次，就只会增加相应的空间，而不会为下次操作预留空间。第一个loop需要x次操作来移动并复制string，第二次需要2x个，以此类推。最终复杂度为O(n^2)，效果和使用string的

sentence = w + sentence;

操作复杂度是一样的。

题外话：StringBuilder和StringBuffer唯一的不同之处就是StringBuilder在多线程中不能同步，而StringBuffer是可以的。所以对于只在单线程中使用的string，要选择用StringBuilder来操作。此外，StringBuilder比StringBuffer效率更高些，所以比较推荐使用。官方说明如下：

This class provides an API compatible with 

StringBuffer

, but with no guarantee of synchronization. This class is designed for use as a drop-in
replacement for 

StringBuffer

 in places where the string buffer was being used by a single thread (as is generally the case). Where possible, it is recommended that this class
be used in preference to 

StringBuffer

 as it will be faster under most implementations.